Nanoscale structure and mechanism for enhanced electromechanical response of highly-strained BiFeO3 thin films
应变诱导结构相变在BiFeO 3的纳米结构演化的检查。使用高分辨率的X射线衍射和扫描探针显微镜为基础的研究，我们已经独特地确定和检查了许多阶段存在于这些相边界，并发现了一个中间单斜相除了以前观察到的菱面体和四方体状相。进一步的分析已经确定，这些膜的所谓的混合相区域不是菱面体和四方体状相的混合物，而是高度扭曲的单斜相的紧密混合物，没有证据表明存在菱面体状母相。最后，我们提出了一种机制，在这些薄膜中，包括这些阶段如何在纳米级相互作用，产生大的表面应变的增强机电响应。
2011-05-20 cond-mat.mtrl-sci
A Training effect on electrical properties in nanoscale BiFeO$_3$
我们报告我们的观察训练效果的直流电性能的纳米链的BiFeO $_3$作为一个结果的大规模迁移的缺陷下的综合影响的电场和焦耳加热。我们表明，在0至$\sim$ 1.0 MV/cm的范围内，在80-300 K的温度范围内的电场的最佳周期数有助于通过在缺陷结构中的玻璃化转变过程达到稳定状态。进一步处理不会引起任何实质性改变。我们的结论是，这样的训练效果是无处不在的原始纳米线或链的氧化物，需要解决的应用在纳米电子器件。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale polarization switching mechanisms in multiferroic BiFeO$_3$ thin films
利用压电响应力显微镜研究了具有本征“条状”和"气泡状“多畴结构的BiFeO $_3$多铁性薄膜的铁电开关。使用由扫描探针显微镜尖端施加的局部电场，我们观察到反转的平面外和平面内的偏振分量，与最终的域状态取决于尖端扫描方向。在"气泡状“样品中，实现了偏振的完全控制，面内偏振变化通过面外偏振反转来调节和稳定。在"条状“样品中，本征畴结构影响极化转换，并且在没有面外变化的情况下可能发生面内反转。观察到的开关行为可以很好地与尖端施加的高度不均匀电场的径向和垂直分量相关。
2009-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Charge-transfer-driven enhanced room-temperature ferromagnetism in BiFeO$_3$/Ag nanocomposite
该研究通过 TEM、EDS 与 XPS 表征揭示 BiFeO$_3$/Ag 纳米复合材料因界面自组装结构及 Ag–O 电荷转移，使室温饱和磁化强度提升逾一个数量级。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic coupling in nanoscale BiFeO3
X射线和中子衍射实验结果表明，在室温（<<T_N）下，在磁性转变点T_N（~635 K）附近，~22 nm BiFeO_3的铁电极化出现约30%的跃变，在5 T磁场下，铁电极化出现约7%的抑制。这些结果证实了强多铁性耦合的存在，即使在纳米BiFeO 3，因此可以证明是非常有用的应用程序的基础上的纳米器件的BiFeO 3。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale control of exchange bias with BiFeO3 thin films
我们证明了多铁性BiFeO 3薄膜的畴结构和Co 0.9Fe 0.1/BiFeO 3异质结的交换偏置之间的直接相关性。两种不同类型的相互作用，增强的矫顽场（交换增强）和增强的矫顽场结合的磁滞回线（交换偏置）的大位移，已被观察到在这些异质结构，这直接取决于类型和晶体学的纳米级（2 nm）域壁的BiFeO 3膜。我们表明，交换偏置相互作用的大小与109度的铁电畴壁的长度在BiFeO 3薄膜已通过压电响应力显微镜和X-射线磁性圆二色性探测尺度。
2008-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric control of the magnetization in BiFeO$_3$/LaFeO$_3$ superlattices
采用第一性原理研究了在（001）-SrTiO $_3$衬底上外延生长的BiFeO $_{3}$ /LaFeO $_{3}$钙钛矿氧化物超晶格的行为。计算结果表明，1/1超晶格具有$Pmc2_1$基态和弱铁磁性。微观机制，允许一个操纵的磁化与电场在这样的系统中，并讨论了其依赖于应变和化学取代。BiFeO $_{3}$ /LaFeO $_{3}$人工超晶格似乎是在室温下实现磁化电开关的良好候选者。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale ferroelectricity in pseudo-cubic sol-gel derived barium titanate -- bismuth ferrite (BaTiO$_3$-BiFeO$_3$) solid solutions
采用柠檬酸和乙二醇辅助溶胶-凝胶法制备了钛酸钡-铁酸铋（（1-x）BaTi $_3$ -（x）BiFe $_3$，BTO-BFO）固溶体。根据掺杂剂的含量，样品的特征在于由四面体，四方-伪立方，伪立方和菱面体结构的拉曼光谱和XRD测量证实。BFO含量的增加导致晶胞参数的降低，伴随着晶胞的极性畸变的降低，其中平均粒度从60 nm增加到350 nm。X-射线衍射分析表明，该化合物的晶体结构没有极性畸变，但具有假立方结构，具有非零的压电响应。讨论了所观察到的不可忽略的压电响应的起源，假设纳米级的极性和非极性相的共存归因于具有高BFO含量的固溶体。具有极性和非极性特征的纳米尺度区域的共存被认为是增加相关化合物中的宏观压电响应的关键因素，这是由于畴壁和相边界的流动性增加。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoelectric coupling in nanoscale BiFeO$_3$ from direct electrical measurements
本文报道了室温下在零和$\sim$ 20 kOe磁场下直接测量BiFeO $_3$纳米链的磁滞回线的结果。我们注意到，在磁场下，$\sim$抑制了近$\sim$ 40\%的反射极化。粉末中子衍射数据揭示了显着的离子位移下的磁场，这似乎是起源的极化抑制。孤立的纳米粒子，包括链，表现出在直流电场下的铁电畴的演变和完成180 $^o$开关在开关光谱piezoresponse力显微镜。它们还表现出更强的铁磁性，饱和磁化强度比块状样品高近一个数量级。这些结果表明，纳米BiFeO $_3$在室温下表现出铁电和铁磁有序共存和强磁电多铁性耦合，可与一些II型多铁性在非常低的温度下表现出的相媲美。
2014-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anti-polar state in BiFeO3/NdFeO3 superlattices
反铁电体是用于高能量密度电容器的有前途的材料，并且积极地寻求环境友好和高效的系统。创造和设计新的（反）铁性系统的一个优雅的策略依赖于纳米超晶格的使用。我们在这里报告使用这种策略和纳米BiFeO 3/NdFeO 3超晶格的制造和使用高分辨率X射线衍射和透射电子显微镜的深度表征。在原子尺度上的结构分析表明，这种超晶格主机的反极性有序最有可能描述的反铁电Pbnm对称性。反极性状态和结构转变的温度依赖性进一步暗示，反极性状态的稳定性由堆叠内的BiFeO 3层厚度控制，并且以更温和的方式由层间应变控制。这种极性排列在超晶格中的发现以及可能推广到整个稀土家族为储能应用以及纳米电子器件的新平台铺平了道路。
2022-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Weak ferromagnetism and magnetoelectric coupling in bismuth ferrite
采用密度泛函理论，在局域自旋密度近似下，采用LSDA+U方法，对磁电多铁性BiFeO_3中铁磁序参量之间的耦合进行了理论分析.我们发现，弱铁磁性的Dzyaloshinskiii-Moriya型发生在这种材料中，我们分析所产生的磁化强度和结构扭曲之间的耦合。我们探讨了电场感生磁化反转的可能性，并表明，虽然它不太可能在BiFeO_3中实现，但它不是一般不可能的。最后，我们概述了必须满足的条件，以实现切换的磁化使用电场。
2004-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Particle size dependence of magnetization and phase transition near T_N in multiferroic BiFeO3
本文报道了多铁性BiFeO_3系统在T_N（~643 K）处的相变随颗粒尺寸的变化。我们采用电、热和温度相关的X射线衍射（XRD）研究来表征许多样品中的转变。我们还进行了详细的磁测量，在温度制度2-300 K下的磁场100-10000 Oe的散装和纳米晶体系统。在体相体系中，在T_N处有一个尖锐的吸热峰，并在~150 K（Δ T）范围内有一个宽的特征，而纳米尺度体系只表现出宽的特征。发现在T_N处出现的特征介电异常在T_0和T_N处都出现。由于具有不同电导率的异质区域之间的界面的麦克斯韦-瓦格纳分量也存在。在较低温度下测量的磁性证实了我们在量热法中的观察结果。纳米BiFeO 3的亚稳性随着零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化强度在~100 K以下的发散和更快的磁弛豫而增加。有趣的是，在纳米BiFeO 3中，人们也观察到在较低温度下的有限磁性，这指出适当的颗粒尺寸和形状的设计可以诱导铁磁性。Bi/Fe-离子和/或氧的非化学计量的不均匀分布似乎引起热，磁以及电响应的广泛特征。
2006-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field driven enhanced ferroelectric switching in self-grown ferroelectric-ferromagnetic composite in the BiFeO3-BaTiO3 multiferroic alloy system
多年来，人们试图弥补多铁性BiFeO 3体相态的固有弱点，如高漏电流和铁磁相关性的缺乏，并通过与其他钙钛矿形成固溶体来利用其磁电势。近几年的研究表明，BiFeO_3与BaTiO_3的合金化，无论有无添加剂，都可以诱导铁电和铁磁开关。虽然从技术应用的角度来看，这两种铁性序的共存是令人鼓舞的，但该系统中铁磁性的起源仍然难以捉摸。在这里，我们合成了这样的组合物，并进行了详细的结构分析，采用磁性分离的粉末颗粒。我们发现，铁磁性的起源在于自发沉淀的一个小的（~ 1wt%）钡六角铁氧体（BaFe 9 O 19）相，通常未检测到在常规的X射线衍射研究从整个标本的粉末取样。我们还表明，尽管微不足道的分数的亚铁磁相，这种自生长的复合材料表现出显着增强的铁电开关在外部磁场的存在下。我们得到了一个直流磁电耦合~ 9 × 10-8 s/m，这是一个值，这是已报道的层状铁电/铁磁层压板和双层薄膜铁电-铁磁hetrostructures。我们的研究表明，合理的大磁电耦合是可实现的，在简单的0-3铁电-铁磁块状复合材料提供的合成策略的开发，诱导自发沉淀的铁磁相在小体积分数，以确保良好的绝缘行为的复合材料，从而开发。
2017-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Dichotomy of Ti 3d Carriers Mediating the Ferromagnetism in Co:TiO2 Anatase Thin Films
我们研究的表面和体电子结构的室温铁磁体Co：TiO 2薄膜使用软，硬X射线光电子能谱的探测灵敏度为~1 nm和~10 nm，分别。我们获得了直接的证据，金属Ti $^{3+}$状态的散装，得到抑制，给一个表面半导体，从而表明表面-散装二分法。X射线吸收和高灵敏度共振光电子能谱显示Ti $^{3+}$电子在费米能级（E $_F$）和高自旋Co $^{2+}$电子发生远离E $_F$。结果表明，电荷中性条件Co $^{2+}$ + V $_{O}$ $^{2-}$ +2 Ti $^{4+}$ $\leftrightarrow$ Co $^{2+}$ +2 Ti $^{3+}$（V $_O$为氧空位）的重要性，它通过占据轨道的Co 3d-O 2 p-Ti 3d交换相互作用途径产生了难以捉摸的Ti 3d载流子介导铁磁性.
2010-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature local ferromagnetism and nanoscale domain growth in the ferromagnetic semiconductor GeFe
本文利用软X射线磁圆二色性研究GeFe铁磁半导体，发现Fe 3d与Ge 4p强杂化、轨道磁矩异常大，并首次观察到室温局域铁磁畴随降温扩展至居里温度时全膜转变为铁磁态的过程。
2015-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Spintronics at Nanoscale: Flat-Band Ferromagnetism in Armchair Nanoribbons and Nanotubes
利用弱耦合方法和非阿贝尔密度矩阵重整化群方法研究了扶手椅型纳米晶体和纳米管中的电子关联效应。我们发现，适当的掺杂后，该系统表现出一种新的类型的平带铁磁性，不同于著名的牛奶田崎之一。强关联基态由平带态的本征磁矩和色散带的巡游载流子组成，它们之间的交换耦合产生铁磁性。这种具有金属导电性的铁磁态在纳米尺度的自旋电子学中具有潜在的应用价值。
2006-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ptychographic nanoscale imaging of the magnetoelectric coupling in freestanding BiFeO$_3$
本文利用软X射线叠层衍射成像技术对80 nm自由站立BiFeO$_3$薄膜进行纳米尺度成像，同时分辨铁电畴和64 nm周期反铁磁自旋回旋结构，直接可视化其强磁电耦合及畴结构。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Structural Transition on Magnetic Properties of Ca and Mn co-substituted BiFeO3 Ceramics
研究了酒石酸改性溶胶-凝胶法制备的Bi 1-xCaxFe 1-xMnxO 3陶瓷中组分驱动的结构转变，分析了其对BiFeO 3磁性能的影响。结果表明，Ca、Mn在BiFeO_3（BFO）中Bi、Fe位的共取代显著抑制了杂质相的生成。通过对所有XRD图案的双相Rietveld分析进行了定量晶体学相分析，其表明随着由于过量化学压力（晶格应变）而导致的取代浓度的增加，存在从菱面体（R3 c空间群，较低的晶体对称性）到正交（Pbnm空间群，较高的晶体对称性）的组成驱动的晶体结构转变。磁性测量结果表明，共取代的BFO纳米粒子的x = 0.15有增强的剩余磁化强度约14倍，由于抑制摆线自旋结构，这可以解释在磁场诱导的自旋重取向和弱铁磁性。然而，在形态相边界处，（x = 0.15），在8 T处的剩余磁化强度和最大磁化强度达到最大值，这表明自旋摆线结构几乎被破坏，并且由于Pbnm空间群的晶体相的显著贡献，由于正交结构中出现完全反铁磁有序，替代的进一步增加导致两种磁化强度的降低（如从双相Rietveld分析获得的）。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field switchable magnetization via the Dzyaloshinskii-Moriya interaction: FeTiO_3 versus BiFeO_3
在这篇文章中，我们回顾和讨论的机制之间的耦合电极化的强度和磁化，最终导致电场可切换的磁化。其基本思想是，反铁磁材料中的铁电畸变可以“打开”Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这导致反铁磁子晶格磁化的倾斜，从而导致净磁化。该磁化强度M经由形式为P（M × L）的三线性自由能贡献耦合到极化P，其中L是反铁磁序参量。特别地，我们讨论了为什么这种不变量存在于R3cFeTiO_3中而不存在于同构多铁性BiFeO_3中。最后，我们构造对称群，一般允许这种铁电诱导弱铁磁性。
2008-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Real-space imaging of non-collinear antiferromagnetic order with a single spin magnetometer
虽然铁磁体是日常生活应用的核心，但其大的磁化强度和由此产生的开关能量成本使其是否适合可靠的低功率自旋电子器件成为问题。非共线的反铁磁系统则不存在这个问题，并且通常具有显著的额外功能：非共线的自旋序可以打破空间反转对称性，从而允许电场控制磁性，或者产生新兴的自旋轨道效应，这使得有效的自旋-电荷相互转换成为可能。为了利用这些独特的特性为下一代自旋电子学，纳米级的控制和成像能力，现在是常规的铁磁体必须开发的反铁磁系统。在这里，使用一个非侵入性的扫描纳米磁力计的基础上，一个单一的氮空位（NV）缺陷的金刚石，我们展示了第一个真实的空间可视化的非共线反铁磁秩序的磁性薄膜，在室温下。我们图像的自旋摆线的多铁性BiFeO $_3$薄膜和提取周期$\sim70$ nm，与宏观衍射确定的值一致。此外，我们利用磁电耦合存在于BiFeO $_3$操纵摆线传播方向的电场。除了突出的独特潜力的NV磁成像复杂的反铁磁订单在纳米尺度上，这些结果表明如何BiFeO $_3$可以被用作一个通用的平台，可重构的纳米自旋纹理的设计。
2020-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale inhomogeneities: A new path toward high Curie temperature ferromagnetism in diluted materials
室温铁磁性是当今新兴的自旋电子学领域中最受关注的课题之一。人们强烈认为，无缺陷和无不均匀性的样品生长应该是实现室温铁磁性的最佳途径，并且为了尽可能“干净”地生长样品做出了巨大的努力。然而，到目前为止，在稀释制度，它一直难以获得居里温度大于在良好退火的样品（Ga，Mn）As（$\sim$ 190 K为12%的掺杂）。在目前的工作中，我们提出了一个创新的路径，在稀磁半导体室温铁磁性。我们从理论上表明，即使是一个非常小的浓度的纳米级不均匀性可以导致一个巨大的推动临界温度：高达1600%的增加相比，均匀的情况下。除了一个非常详细的分析，我们还给出了一个合理的解释，观察到的（Ga，Mn）N的临界温度的变化范围很大，并提供了一个更好的理解可能的起源非常高的居里温度偶尔测量在某些情况下。纳米级团簇夹杂物的有序温度的巨大增加，应该开辟了一个新的方向，对自旋电子功能相关的材料的合成。
2012-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Enhanced ferromagnetic moment in Co-doped BiFeO3 thin films studied by soft X-ray circular dichroism
BiFeO $_3$（BFO）在室温下表现出铁电性和磁有序性，但由于自旋倾斜而产生的铁磁分量可以忽略不计。已知过渡金属原子如Co取代Fe可增强BFO中的铁磁组分。为了揭示这种磁化增强的起源，我们对生长在LaAlO $_3$（001）衬底上的BiFe $_{1-x}$ Co $_x$ O $_3$（{\it x}= 0 to 0.30）（BFCO）薄膜进行了软X射线吸收光谱（XAS）和软X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。XAS结果表明，Fe和Co离子以Fe $^{3+}$和Co $^{3+}$两种状态存在。XRD结果表明，室温下Fe离子表现出铁磁性，而Co离子表现出反铁磁性。XAS和XMCD测量还显示部分Fe $^{3+}$离子与氧离子以四面体配位，但八面体配位的Fe $^{3+}$离子的XMCD信号随着Co含量的增加而增加。结果表明，在低Co浓度下存在的铁磁相$γ$-Fe $_2$ O $_3$随Co浓度的增加而减少，八面体晶场中Fe $^{3+}$离子的铁磁成分随Co浓度的增加而增加，这可能反映了Fe $^{3+}$离子倾斜度的增加.
2013-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Dielectric Properties of Multiferroic BiFeO3 Nanoparticles Synthesized by a Novel Citrate Combustion Method
首次采用柠檬酸盐燃烧法在不使用任何溶剂的情况下成功合成了单相BiFeO 3纳米粒子。将金属硝酸盐与作为燃料的柠檬酸充分混合，在退火后燃烧得到BiFeO 3纳米颗粒。这些颗粒本质上是单相的，并且以菱形畸变钙钛矿结构（空间群-R3 c）结晶，这已经通过室温粉末X射线衍射数据的Rietveld精修证实。从透射电子显微镜照片中可以看到平均粒径为47 nm的近球形颗粒。室温磁滞测量显示弱铁磁性，但磁化强度不饱和高达1.75 T的外加磁场。矫顽场值为180 Oe，比用甘氨酸无溶剂燃烧法制备的矫顽场高3倍。~（57）Fe穆斯堡尔谱可用对应于铁原子Fe ~（3+）态的超精细场49.5T单磁态的六重态拟合。讨论了介电弛豫和交流电导率随频率的变化。高介电常数没有发现在这些纳米粒子像其他报道的BiFeO 3陶瓷。
2015-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of Ce 4f hybridization in the origin of magnetism in nanoceria
纳米CeO 2（nanoceria）是一种具有d 0铁磁性的典型体系。使用X-射线吸收光谱，X-射线磁性圆二色性和建模的组合，我们表明，纳米结构，缺陷和无序，和非化学计量创建磁极化的Ce 4f和O 2 p杂化状态捕获的空位轨道（Vorb）是至关重要的铁磁性。此外，我们表明，外来离子（Fe和Co）提高了在Ce 4f网站的时刻，而Vorb的数量是不变的，明确指出轨道杂化的机制是关键的缺失成分，以了解意想不到的铁磁性在许多纳米级稀磁性氧化物和半导体。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of spin reorientation transition below 150 K from magnetic force microscopy in a ferromagnetic BiFeO$_3$ thin film
该研究利用垂直磁力显微镜在约36 nm厚铁磁性BiFeO₃外延薄膜中观测到150 K附近近90°磁畴旋转，并结合磁化测量与第一性原理计算证明外延应变诱导G型向C型自旋重取向转变。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of uniaxial strain tuned spin cycloid in a freestanding BiFeO3 film
非共线的自旋顺序，打破了空间反转对称性，并允许有效的电场控制的磁性，使BiFeO $_3$在低功率自旋电子器件的应用程序的一个有前途的候选人。BiFeO $_3$中的外延应变效应已被深入研究并表现出显著的磁序调制，但迄今为止仍然缺乏用连续变化的单轴应变来调整其自旋结构。在这里，我们应用\emph{in situ}单轴应变的独立的BiFeO $_3$膜，并使用扫描NV显微镜图像的纳米磁秩序在真实空间。应变从0%连续增加到1.5%，在此期间获得了不同应变下的四幅图像。结果表明，当应变接近1.5%时，自旋摆线发生$\sim 12.6^\circ$倾斜。第一原理计算表明，在这种应变下，倾斜是有利的。我们的\emph{in situ}应变施加方法与扫描NV显微镜实空间成像能力相结合，为研究BiFeO $_3$薄膜中磁序和应变之间的耦合铺平了新的途径。
2022-10-18 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Mn2C monolayer: hydrogenation/oxygenation induced strong room-temperature ferromagnetism and potential applications
具有强铁磁性和高居里温度的二维铁磁材料在纳米器件的应用中具有重要的意义。在这里，基于第一性原理计算，我们报告氢化/氧化Mn 2C单层是这样的材料具有强的室温铁磁性。裸露的Mn 2C单层膜是一种反铁磁金属，其局域磁矩为Mn ~ 3μB。而在氢化/氧化过程中，Mn原子间的反铁磁耦合可以转变为铁磁有序。特别是氢化/氧化Mn_2C单层膜的磁矩可达6 μB/晶胞，居里温度在290 K以上。除了在自旋电子器件中的潜在应用外，我们的工作表明Mn 2C单层膜也有希望用于氢/氧检测和去除器件。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Domain walls in a perovskite oxide with two primary structural order parameters: first-principles study of BiFeO$_3$
我们提出了第一性原理研究的铁电畴壁（FE-DWs）在多铁性BiFeO $_3$（BFO），在该材料中的FE序参量共存的反铁电畸变（AFD）模式涉及的O $_6$八面体的旋转。我们发现，DWs的能量主要由域的能力，以匹配其O $_6$八面体旋转模式在壁的平面，使氧基团的失真最小化。因此，我们的研究结果表明，从本质上讲，这是AFD序参量的不连续性，而不是电极化的强度的变化，决定哪些晶面最有可能主机BFO的FE-DW。这样的结果清楚地表明，O $_6$旋转模式发挥了主要作用，在FE阶段的这种化合物，与通常的（隐式）假设，他们是从属于FE序参量。我们的计算表明，对于BFO中最有利的情况，DW能量达到几十mJ/m $^2$，这高于对没有O $_6$旋转的其他铁电钙钛矿计算的能量。有趣的是，我们发现，在最稳定的DW的BFO的结构类似的原子排列的特征是低躺（Meta）稳定相的材料。此外，我们认为，我们的研究结果为DW散装BFO与纳米尺度孪生结构，Prosandeev等人。马茨（2012），doi：10.1002/adfm.201201467]最近预测在该化合物中发生，并表明BFO可被视为多型材料。因此，我们的工作有助于形成BFO可以呈现的结构变体以及它们相关的方式的连贯画面。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field induced ferroelectric loop in Bi0.75Sr0.25FeO3
在Bi_（0.75）Sr_（0.25）FeO_（3-δ）中观察到的磁场诱导的铁电电滞回线是最重要的。反铁磁性和弱铁磁性的共存是导致原始磁弹性和磁铁电性的原因。当施加外部磁场时，磁致伸缩效应的存在支持向均匀反铁磁和铁电相的结构转变。磁场诱导极化是最高的报道中的基于薄膜或散装形式的BiFeO 3的系统（Pr=96微C/cm 2，在10 T），而铁电矫顽场是最低的报道（Hc=661（V/cm），在10 T）。这些特性使得这种材料在技术应用中非常有吸引力。
2008-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Site-engineered ferromagnetism in Ca and Cr co-substituted Bismuth Ferrite Nanoparticles
本文通过Ca和Cr对铁酸铋纳米颗粒进行A、B位共取代，利用粒径调控和核壳结构增强室温磁性，并改善铁电剩余极化。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Diameter dependence of ferromagnetic spin moment in Au nanocrystals
金纳米粒子表现出铁磁自旋极化，并表现出直径依赖性的磁化。在磁化强度-直径曲线中，颗粒中每个Au原子的磁矩在直径约为3 nm处达到最大值。由于金金属是一种典型的抗磁性材料，其铁磁极化机制被认为与过渡金属中观察到的铁磁性有很大不同。尺寸效应强烈地暗示了在纳米尺度下存在一些自旋相关效应。所谓的"费米空穴效应“是在自由电子气体系统中给出的最可能的效应。利用该模型讨论了金纳米粒子的铁磁性。
2004-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetism imaged and controlled down to the nanoscale
本文在MnTe中实现了交变磁有序的纳米尺度成像与控制，结合X射线磁圆二色性、磁线二色性和光发射电子显微镜，展示了从涡旋到畴壁再到单畴态的多种自旋构型，为超可扩展自旋电子器件及交变磁性与超导、拓扑物相的交叉研究开辟了道路。
2024-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Detecting bulk carbon ferromagnetism in graphene multi-edge structure
本研究通过生长垂直排列石墨烯多边缘结构，结合磁化曲线与XMCD光谱证实室温体碳铁磁性，排除杂质干扰，揭示其源于边缘π电子。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-controlled Ferromagnetism in Atomically Thin CrSiTe$_3$ Flakes
二维范德华铁磁体的研究推动了超高密度和纳米级数据存储的发展。然而，层状磁体中的内禀铁磁性总是受到许多因素的影响，例如堆叠顺序、层间耦合和层数。在这里，我们报告了从软到硬铁磁行为的磁性转变为CrSiTe $_3$薄片的厚度减小到几个纳米。现象上，与体相对应物中可忽略的磁滞回线相反，原子级薄的CrSiTe $_3$显示出随着厚度减小至约8 nm而具有有限磁化强度和磁化率的矩形回线，指示单畴和面外铁磁序。我们发现，随着厚度的减小，杂散场减弱，抑制了畴壁的形成。此外，厚度依赖的铁磁性能也揭示了从三维到二维伊辛铁磁体在约7 nm的CrSiTe $_3$厚度的交叉，伴随着居里温度从33 K的块体到约17 K的4 nm样品的下降。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pressure-enhanced ferromagnetism in layered CrSiTe3 flakes
范德华层状铁磁体的研究促进了纳米自旋电子学及其应用的发展。然而，这些材料的低温铁磁特性极大地阻碍了它们的应用。在这里，我们报告的压力增强的铁磁行为在层状CrSiTe 3薄片揭示了高压磁圆二色性（MCD）测量。在环境压力下，CrSiTe 3在32.8 K时发生顺磁-铁磁相变，磁滞回线可忽略不计，表明具有软铁磁行为。在4.6GPa压力下，软铁磁体转变为硬铁磁体，在零磁场下表现为矩形磁滞回线。有趣的是，随着压力的进一步增加，矫顽场（H_c）从4.6GPa时的0.02T急剧增加到7.8GPa时的0.17T，居里温度（Tc ^h：磁滞回线闭合的温度）也从4.6GPa时的~36 K增加到7.8GPa时的~138 K。通过密度泛函理论计算进一步研究了压力对交换相互作用的影响，发现面内最近邻交换相互作用和磁晶各向异性随着压力的增加而同时增加，从而导致实验中H_c和T_c^h的增加.磁耦合与外压之间的有效相互作用为室温层状铁磁体的研究和压敏磁功能器件的设计提供了新的契机。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural reconstruction and anisotropic conductance in $4f$-ferromagnetic monolayer
二维磁体在纳米自旋电子学领域有着广阔的应用前景。目前，大多数可用的候选物基于$3d$过渡金属化合物，具有六边形或蜂窝状晶格几何形状。在这里，理论上研究了具有$4f$矩的GdCl $_3$单层，其可以从其现有的本体剥离。它的正交结构和十一面体离子笼在二维空间中是独特的。此外，一个显着的结构重建是由锂原子注入到其间隙位置，这也导致铁磁性通过双交换的过程。其高度各向异性的电导可能对纳米电子学特别有用。
2022-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
