【摘要】 多铁材料在单相中至少有两个铁级（铁电、（反）铁磁和铁弹性）共存，因其丰富、有趣的基础物理特性和在多功能器件中的应用潜力而被广泛研究。

多铁材料在单相中至少有两个铁级（铁电、（反）铁磁和铁弹性）共存，因其丰富、有趣的基础物理特性和在多功能器件中的应用潜力而被广泛研究。具有自旋受挫结构的GdMnO3(GMO)因其磁感应铁电性和大的磁电效应最近引起了广泛关注。GMO在室温下是顺磁性的，并且由于Mn亚晶格和Gd亚晶格之间复杂的交换相互作用而显示出复杂的低温磁性排序。随着温度的降低，GMO在约40 K处经历不相称的反铁磁排序，然后在约23 K处发生倾斜的反铁磁性，低于该水平时，由于系统中的自旋倾斜而出现自发电极化。此外，GMO表现出强大的本征磁电耦合和复杂的低温铁电有序性。

 

尽管GMO系统表现出有趣的物理和潜在应用，但其低温磁性、铁电性和磁电耦合机制的起源仍存在争议。近年来，人们进行了大量尝试来探索转基因生物的内在物理机制。一般来说，空位缺陷总是存在于钙钛矿氧化物陶瓷中，并且会明显影响其物理性能。因此，了解钙钛矿氧化物陶瓷中的缺陷演变过程，有助于了解其物理性质的结构起源。GMO 是一个典型的强电子关联系统。其磁性与材料中电子结构的演变和缺陷特征有着密切的关系。此外，尚未系统报道转基因生物的电子结构和缺陷特征。正电子湮没光谱(PAS)是一种无损、灵敏、高效的技术，用于研究固体材料中的缺陷信息。因此，通过PAS探索缺陷特征并揭示其对转基因生物物理性质的影响是一个非常有吸引力的课题。

 

在这项工作中，采用固相反应法合成了GdMn1-xZnxO3多铁性陶瓷，研究了Zn掺杂对陶瓷微观结构和磁性能的影响。所有样品均形成单相结构，在整个掺杂范围内均未发生结构转变。SEM图像显示，Zn掺杂促进晶粒生长，高掺杂样品(x =0.15和0.20）表现出更致密的微观结构和更大、更紧密连接的晶粒。正电子湮没结果表明，随着Zn含量的增加，空位浓度先升高后降低；Zn掺杂不会改变缺陷种类。Zn掺杂可以明显地调节GdMn1-xZnxO3的Gd矩长程顺序、转变温度和磁化强度。微观结构和性能之间的相互作用表明，空位型缺陷浓度是可以调整GdMn1-xZnxO3陶瓷磁化强度的最重要因素之一。