Hexagonal phase stabilization and magnetic orders of multiferroic Lu$_{1-x}$Sc$_x$FeO$_3$
由于其室温多铁性引起了人们的广泛关注，掺杂LuFeO $_3$引起了人们的广泛关注。由于六方相的不稳定性，大多数的实验研究集中在LuFeO $_3$薄膜，可以通过使用适当的衬底应变稳定。在这里，我们报告的六方相稳定，磁性和磁电耦合的散装LuFeO $_3$部分Sc取代的Lu。首先，我们的第一性原理计算表明，六方结构可以通过部分Sc取代来稳定，而多铁性，包括非共线磁序和几何铁电性保持稳健的不受影响。因此，Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$可作为检查块状形式的LuFeO $_3$和相关材料的多铁性的平台。第二，大块Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$的磁性表征表明，在室温以上，$\sim425-445$ K的磁异常（可能的反铁磁有序），其次是在低温下的磁转变（$\sim167-172$ K）。此外，在低温区观察到磁电响应。我们的研究为六方晶系$R$ FeO $_3$及相关体系的多铁性物理提供了有用的信息。
2016-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppression of multiferroic order in hexagonal YMn1-xInxO3 ceramics
我们已经调查的影响，取代在反铁磁相变在YMnO 3使用磁性，介电和比热测量Mn。我们制备了一组等结构相的纯六方晶系YMn $_{1-x}$ In $_{x}$ O $_{3}$（x=0 ~ 0.9）样品，其反铁磁有序温度随In含量的增加而系统地降低。的多铁性相，它的发展低于TN，似乎是完全抑制x $\geq$ 0.5的温度范围内的调查，这可以完全归因于磁相互作用的稀释作为晶体结构保持六方晶系。类似于以前的报告，我们发现一个增强的磁电容耦合稀释与非磁性离子。
2009-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in multiferroic LuMnO3 studied by inelastic neutron scattering
我们目前的数据在六方晶系多铁性锰氧化物LuMnO 3的非弹性中子散射，磁化和热膨胀测量的磁性和磁弹性耦合。我们测量了沿主要对称方向的磁振子色散，并利用这些数据来确定自旋波模型的主要交换参数。的磁各向异性的晶体场作用于锰的分析。我们比较LuMnO3与其他六方RMnO3化合物的数据的结果。
2010-08-03 cond-mat.str-el
Dominance of magnetoelastic coupling in multiferroic hexagonal YMnO_3
空间群为P63 cm的斜方晶系YMnO_3是一种罕见的具有强铁电相和反铁磁有序的多铁性材料。这主要归因于磁电耦合驱动MnO_5多面体的倾斜。本文报道了利用磁场和随温度变化的中子衍射测量在原子水平上研究磁场对YMnO_3晶体的影响。结果表明，在Néel温度附近，晶格参数、有效磁矩、Mn-O键长和O-Mn-O键角都发生了较大的变化，并且在磁场的作用下，这些变化进一步得到了改变.我们观察到明显的变化与应用程序的磁场在顺磁状态下的原子位置和体介电常数。我们的研究结果提供了明确的确认所发挥的作用，交换伸缩以上的研究磁电耦合在这个受挫的反铁磁体。
2010-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Structure and Ordering of Multiferroic Hexagonal LuFeO3
报道了用分子束外延（MBE）方法在YSZ（111）和Al_2 O_3（0001）衬底上生长的六方晶系LuFe_3薄膜的磁结构和磁有序性。利用一组包括中子衍射在内的互补探针，我们发现系统在138-155 K之间通过单一跃迁磁性有序地进入铁磁倾斜的反铁磁态，而在1000 K以上发生顺电到铁电的转变。铁电状态下磁结构的对称性意味着这种材料是线性磁电耦合和直接通过电场控制铁磁矩的强候选者。
2014-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering and ferroelectricity in multiferroic 2H-AgFeO2: Comparison between hexagonal and rhombohedral polytypes
通过中子衍射、磁化率、比热、热释电流和介电常数等测量方法研究了六角三角晶格反铁磁体2 H-AgFeO_2的磁性和介电性质。铁电极化率P ~ 5 μC/m ~ 2，在11 K以下出现，这是由于系统磁基态的极性性质。在11 K < T < 18 K的温度范围内，产生了一个无极性磁点群mmm 1 '，传播矢量为k1 =（0，q1_b，0; q1_b = 0.390-0.405）的无公度自旋密度波（ICM 1）。在14 K以下，一个适当的螺旋序（ICM 2）和k2 =（0，q2_b，0; q2_b = 0.385-0.396）作为一个次要相出现，它与ICM 1和基态共存，直到最低测量温度5.5 K。没有观察到与ICM 2相相关的铁电极化，与其非极性点群2221 '一致。最后，在11 K以下，系统的基态出现了一个旋轮线和适当螺旋分量的螺旋序（ICM 3），k3 =（q3_a，q3_b，0; q3_a = 0.0467，q3_b = 0.349）.根据推导出的21 '磁点群，我们得出结论：ICM 3中的铁电极化平行于c轴，是由逆Dzyloshinskiii-Moriya效应引起的，p1 ~ rij x（Si x Sj）。与菱形3R-AgFeO 2多型体不同，由于2 H-AgFeO 2的六方晶格所施加的对称性约束，在本情况下不允许对宏观极化p2 ~ Si x Sj的额外贡献。
2019-03-04 cond-mat.str-el
Landau theory of topological defects in multiferroic hexagonal manganites
本研究采用参数由第一性原理计算确定的 Landau 理论，解释六方锰氧化物中结构、铁电与反铁磁拓扑缺陷的耦合机制及畴壁磁矩。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structures of hexagonal RMnO3 (R = Gd, Tb, Dy, and Ho) thin films
采用光谱和第一性原理计算研究了多铁性六方晶系RMnO 3（R = Gd，Tb，Dy，Ho）薄膜的电子结构.利用人工稳定的六方晶系RMnO_3，我们扩展了六方晶系多铁性锰氧化物体系的光谱研究。我们观察到两个光学跃迁位于1.7 eV和2.3 eV附近，除了5 eV以上的主要吸收。借助第一性原理计算，我们将低吸收峰归因于从与不同Mn轨道对称性强杂化的氧态到Mn 3d 3 z2-r2态的位间跃迁.随着稀土离子离子半径的增加，最低峰的峰位呈系统性增加。我们解释了这种系统的变化，在一个扁平的MnO 5三角双锥。
2007-08-17 cond-mat.str-el
Mutual induction of magnetic 3d and 4f order in multiferroic hexagonal ErMnO3
通过磁化强度、光学二次谐波产生和中子衍射测量研究了六方晶系ErMnO 3中3d和4f磁矩之间的复杂相互作用。我们修改了相图，并提供了一个微观模型的新兴自旋结构，特别关注的中间相变。我们的测量结果表明，在10 K < T < T_N处，Mn^3+离子之间的3d交换主导了磁对称性，其中根据Gamma_4表示，Mn^3+有序触发了根据Er^{3+}（4 b）位点上相同表示的4f有序。低于10 K时，磁序由Er^{3+}离子在2a位上的4f交换相互作用决定。Er^{3+}（2a）磁序表示为Gamma_2，在Er^{3+}（4 b）和Mn^{3+}位引起磁重取向（Gamma_4 --> Gamma_2）。我们的发现突出了Mn^{3+}、R^{3+}（2a）和R^{3+}（4 b）磁性在建立六方RMnO 3系统的磁相图中所起的根本不同的作用。
2012-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity contrast and tunneling charge transport in the vortex-like ferroelectric domain patterns of multiferroic hexagonal YMnO3
我们推导出多铁性YMnO 3中的铁电畴壁的本征导电特性，这些畴壁围绕着拓扑保护的畴涡旋核。这是通过执行一个仔细的等效电路分析的介电谱测量单晶样品具有不同的涡流密度。体域和导电域边界之间的电导率对比显示在室温下达到500倍，这取决于样品制备。局域缺陷载流子的隧穿是耗尽可移动载流子的畴壁中的主要电荷输运过程。这项工作表明，通过等效电路分析，介电谱可以提供有价值的信息的铁电畴壁，这是高度相关的新的畴壁为基础的微电子器件的设计的内在电荷传输特性。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin and tuning of room-temperature multiferroicity in Fe doped BaTiO$_3$
Fe掺杂BaTiO $_3$（BTO）中室温铁磁性和铁电性的同时存在是令人感兴趣的，因为Fe掺杂到室温铁电性（FE）的四元BTO中，导致其六方多晶型的稳定化，其仅在低于$\sim$ 80 K时为FE。在这里，我们调查它的起源，并表明，Fe掺杂的BTO具有混合相的室温多铁性，其中铁磁性来自大多数六方相和少数四方相引起所观察到的弱铁电性。为了实现大部分的四方相（负责室温-T铁电性）在Fe掺杂的BTO，我们调查的作用，主要控制的PE六方相稳定性的FE四方酮，并确定三个主要因素，即，离子尺寸的影响，Jahn-Teller（J-T）扭曲和氧空位（OVs），主要负责。离子尺寸的影响，它可以定性地表示使用Goldschmidt的公差（GT）的因素似乎是六方相稳定性的主要决定因素。对这些因素的理解不仅使我们能够控制它们，而且，获得合适的共掺杂的BTO化合物，具有增强的室温-T多铁性。
2020-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helicity, anisotropies and their competition in a multiferroic magnet: insight from the phase diagram
受MnWO4复杂相图的启发，我们研究了各向异性次近邻海森堡模型中各向异性、磁场和螺旋度之间的竞争。除了有利于螺旋磁结构的两个竞争交换之外，该模型还具有双轴单离子各向异性。在实空间平均场近似下处理该模型，得到了不同场取向下包含各种无公度态和公度态的相图。讨论了MnWO4理论相图与实验相图的异同。
2016-07-14 cond-mat.str-el
Magnetic ground state and magnon-phonon interaction in multiferroic h-YMnO$_3$
用非弹性中子散射研究了多铁性锰氧化物六方晶系YMnO $_3$的磁弹性激发。在$(a,b)$平面中，在布里渊区边界附近发现了磁振子和声子模之间避免的交叉。中子极化分析表明该模式具有磁振子-声子混合特征。沿$c$轴的外部磁场被观察到导致一个自旋波分支的线性场诱导分裂。进行了理论描述，使用海森堡模型的本地化自旋，声学声子模式和磁弹性耦合通过单离子磁致伸缩。该模型定量再现了布里渊区所有模式的色散和强度，描述了所观察到的磁振子-声子杂化模式，并量化了磁弹耦合。结合信息，包括磁场诱导的磁振子分裂，使我们能够排除几个早期提出的模型，并指向正确的磁基态对称性，并提供了一个有效的动力学模型相关的多铁性六方锰氧化物。
2018-04-18 cond-mat.str-el
Spin-Coupled Local Distortions in Multiferroic Hexagonal HoMnO3
局部结构测量已进行六方HoMnO 3，以确定伴随磁有序转变的键距的具体变化。从顺磁性到反铁磁性（非共线）相的转变在~70 K附近由a-b平面Mn-Mn键距的变化主导。在~40 K附近的自旋转动跃迁涉及Mn-Mn和最近邻Ho-Mn相互作用，而在10 K以下的低温跃迁涉及Mn-Mn、Ho-Mn（最近和次最近）和Ho-Ho相互作用。键距的这些变化揭示了强的自旋-晶格耦合。J（Mn-Mn）和J（Ho-Mn）变化幅度的相似性增强了系统挫折。的结构变化的解释方面的竞争自旋秩序和本地结构扭曲的模型。密度泛函计算用于估计与离子位移相关的能量。计算还揭示了非对称极化的荷，O3和O 4网站沿z轴的铁电相的电荷密度。这种极化促进了垂直于z轴的相邻平面上的Ho原子之间的耦合。
2009-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced charge orders and their coupling to magnetism in hexagonal multiferroic LuFe2O4
六方晶系LuFe_2 O_4是一种具有高电荷和自旋有序温度的CO驱动的多铁性材料。Fe 3 +/Fe 2+位置上电荷和自旋序的共存导致了新颖的磁电行为，但电荷和自旋序之间的耦合机制仍不清楚。在这里，通过调节外压，我们揭示了三个相关的自旋电荷有序相LuFe 2 O 4：i）一个中心对称的无公度三维CO亚铁磁性，ii）一个非中心对称的无公度准二维CO亚铁磁性，和iii）一个中心对称的公度CO反铁磁性。结合密度泛函理论计算的X射线单晶衍射和X射线磁性圆二色性测量结果表明，在受抑双层[Fe 2 O 4]团簇中，压力诱导压缩引起的电荷密度重新分布是导致相关自旋-电荷相变的原因. Fe-Fe键间的有效库仑作用使（1/3，1/3）阻挫CO转变为阻挫较小的（1/4，1/4）CO，从而引起亚铁磁到反铁磁的转变。我们的结果不仅阐明了LuFe 2 O 4中电荷、自旋和晶格自由度之间的耦合机制，而且提供了一种新的方法来以高度可控的方式调节自旋-电荷有序。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of multiferroic order by magnetic field in frustrated helimagnet MnI$_2$. Theory
我们对磁场$\bf h$中具有螺旋磁序的受抑多铁性$\rm MnI_2$进行了理论描述。我们证明了交换耦合、偶极力、六方各向异性和塞曼能量的微妙相互作用解释了最近在这种材料中观察到的主要实验结果（Kurumaji等人，物理学\修订版本\ Lett. { \bf 106}，167206（2011））。我们定性地描述了非平凡的演变的极化$\bf P$在$\bf h$旋转，改变$\bf P$方向$h$增加，和消失的铁电性在$h>h_c$，其中$h_c$小于饱和场。
2018-11-07 cond-mat.str-el
Pressure-induced commensurate magnetic order in multiferroic $HoMn_2O_5$
在1.25 GPa的静水压下，利用中子衍射测量建立了多铁性化合物HoMn $_{2}$ O $_{5}$的微观磁性的压力（$p$）-温度（$T$）相图.在常压下，随着温度的降低，无公度-公度-无公度磁相变相继发生。加压后，在最低温度下的无公度相几乎减少，公度相出现。建立的$p$ - $T$相图与最近报道的$p$ -$T$介电相图非常一致，其中铁电性是由施加压力引起的。我们还发现，$p$ - $T$磁相图是非常相似的，以前获得的磁场-温度相图。
2008-04-23 cond-mat.str-el
Electric field control of exchange bias in multiferroic epitaxial heterostructures
多铁性（反铁磁和铁电）六方晶系YMnO 3氧化物的外延薄膜与软铁磁（FM）层之间的磁交换偏置用于将铁磁层的磁响应耦合到反铁磁层的磁状态。我们将表明，偏置的铁电YMnO 3层由一个适当的电场允许修改和控制的磁交换偏置和随后的FM层的磁输运性质。这一发现可能有助于为新一代电场控制自旋电子器件铺平道路。
2006-07-14 cond-mat.str-el
Oxygen vacancy induced re-entrant spin glass behavior in multiferroic ErMnO3 thin films
在Pt（111）/Al_2 O_3（0001）和YSZ（111）衬底上制备的六方晶系ErMnO_3外延薄膜在低温下具有铁电性和磁有序性。随着温度的降低，ErMnO 3薄膜首先表现出反铁磁性。在较低的温度下，在较低的氧分压下沉积的薄膜表现出自旋玻璃行为。这种重入自旋玻璃行为归因于在六方几何结构中的反铁磁相互作用和由来自氧空位的过量电子引起的Mn价态变化引起的铁磁相互作用之间的竞争。
2009-01-29 cond-mat.other cond-mat.str-el
Rich magnetoelectric phase diagrams of multiferroic single-crystal alpha-NaFeO2
通过磁化强度、比热、介电常数和热释电电流测量以及中子衍射实验研究了多铁性三角晶格磁体化合物α-NaFeO 2的磁性和介电性质，所述中子衍射实验使用通过水热合成方法生长的单晶。该工作产生了磁场（在单斜ab平面B_ab和沿c* 轴B_c）与温度的磁相图，其中在B_ab和沿B_c分别包括五个和六个磁有序相。通过比较不同铁电相的极化方向与磁结构的关系，我们认为用正交分量p1 ~ rij x（Si x Sj）和p2 ~ Si x Sj表示的广义逆Dzyaloshinskiii-Moriya机制可以解释不同铁电相的极化方向.基于计算，将交换相互作用的第四个最近邻（NN）耦合，我们推断，反铁磁性之间的竞争第二NN相互作用在三角形晶格平面，以及弱面间反铁磁性相互作用，负责丰富的相图α-NaFeO 2。
2019-03-12 cond-mat.str-el
Magnetic excitations in bulk multiferroic two-dimensional triangular lattice antiferromagnet (Lu,Sc)FeO$_3$
非共线二维三角晶格反铁磁体（2D TLAF）由于其独特的磁性而成为当前非常活跃的研究领域，这导致了实验上在自旋激发谱中表现出的非平凡量子效应。这种绝缘的2D TLAF的最新实例包括（Y，Lu）MnO $_3$、LiCrO $_2$和CuCrO $_2$。Hexanonal LuFeO3是最近合成的2D TLAF，其表现出理想的多铁性材料的性质，部分原因是高自旋（$S=5/2$）和强磁超交换相互作用。我们报告了通过飞行时间非弹性中子散射测量的（Lu $_{0.6}$ Sc $_{0.4}$）FeO $_3$（Sc掺杂以稳定六方结构）的大块单晶中的全范围自旋动力学。用线性自旋波理论建模产生$J$ = 4.0（2）meV的最近邻交换耦合（$h$-LuFeO $_3$的DFT计算预测值为6.31 meV）和$K_D$ = 0.17（1）meV（易平面）和$K_A$~=~-0.05（1）~meV（局部易轴）的各向异性值。观察到$h$-（Lu，Sc）FeO $_3$的自旋波谱的磁振子带宽是$h$-LuMnO $_3$的两倍。
2018-10-11 cond-mat.str-el
Magnetic phase diagram of the multiferroic FeTe$_2$O$_5$Br
本文给出了FeTe $_2$ O $_5$ Br多铁性体系低至300 mK、高至9 T的低温磁相图。在$\sim$ 50 K时，晶体层内的短程磁关联已经开始发展，即，远高于$T_{N1} \sim$ 11.0 K时，系统发生磁相变，进入高温无公度（HT-ICM）相。只有0.5 K低，在$T_{N2}$，该系统经历了第二个相变到低温无公度调幅（LT-ICM）相伴随着自发电极化。当施加磁场时，转变温度根据磁场方向而变化。在$B||b$和$B >$ 4.5 T的情况下，HT-ICM相与LT-ICM相中的电极化一起消失。的磁场依赖性的磁转变温度的磁化率行为的上下文中解释。新颖的调幅和完善的螺旋磁电之间的异同进行了讨论。
2010-08-20 cond-mat.str-el
Doping effects on trimerization and magnetoelectric coupling of single crystal multiferroic (Y,Lu)MnO3
Hexanonal RMnO 3是一种多铁性化合物，在反铁磁转变温度下具有巨大的自旋-晶格耦合[1]。尽管在过去的二十年里进行了广泛的研究，但是，强自旋-晶格耦合的起源和潜在的微观机制仍然非常难以捉摸。在这项研究中，我们试图解决这个问题，通过测量的热膨胀和介电常数的掺杂单晶Y1-xLuxMnO 3与x = 0，0.25，0.5，0.75，和1.0。从这些测量中，我们确认，有一个渐进的变化，掺杂的物理性质。与此同时，我们所有的样品在TN处都表现出明显的异常，即使在x = 0.5和0.75的样品中也是如此，这与一些早期的想法相反，这表明异常的不寻常的掺杂依赖性。我们的工作揭示了另一个有趣的方面的自旋晶格耦合问题在六方RMnO 3。
2017-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase diagram of multiferroic KCu$_3$As$_2$O$_7$(OD)$_3$
层状化合物KCu $_3$ As $_2$ O $_7$（OD）$_3$，包括$S=1/2$ Cu $^{2+}$离子的扭曲的kagome平面，是II型多铁性家族的最新成员。以前的零场中子衍射工作已经发现了两个螺旋有序的制度在\kns，每个显示出一个独特的耦合之间的磁性和铁电序参数。在这里，我们将这项工作扩展到磁场$20$ ~T使用中子粉末衍射，电容，极化，和高场磁化测量，从而确定的$H-T$相图。我们发现在两个低温阶段周围的$μ_0 H_c \sim 3.7$ ~T，中子粉末衍射揭示对应于旋转的螺旋平面远离易平面，以及传播矢量的一个小的变化的变磁转变。此外，我们表明，铁电极化的符号在磁场中是可逆的，虽然没有观察到（或预期的基础上的磁结构），由于在$3.7$ ~T的转变。最后，我们证明在两个零场有序相的自由能膨胀的对称性分析的极化的温度依赖性。
2017-02-10 cond-mat.str-el
Effect of coupling with strain in multiferroics on phase diagrams and elastic anomalies
应用朗道理论处理了具有两个二级相变的多重铁性体系的相图，并考虑了初级序参量与应变的耦合。两个序参量是双二次耦合的，对应于磁电材料。与应变的耦合假定为应变的线性和序参量的二次。讨论了三个有序相。通过相变，获得了相变温度和弹性模量变化的解析关系。强的影响力的耦合与应变的相图。
2014-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-Temperature Phase Diagram of Multiferroic $Ni_3V_2O_8$
本文研究了多铁性$Ni_3V_2O_8$的压力-温度相图。与无公度螺旋自旋序相关的铁电相的稳定范围被压力减小，并且在6.2K下的1.64GPa的临界压力下铁电性被完全抑制。在环境压力下的热膨胀测量表明，与锁定过渡到相称的顺电相的晶格参数的强烈的阶梯状异常。膨胀异常具有高度各向异性，相关的体积变化与高压相图一致。
2007-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelastic effects in multiferroic HoMnO$_3$
利用中子粉末衍射研究了多铁性HoMnO $_3$在反铁磁相变$T_N \approx 75$ K以下的磁弹性效应。HoMnO六方晶胞的晶格参数$_3$在较低温度下以通常的方式减小，然后在低于$T_N$时显示出突然收缩，而晶格参数$c$随着温度的降低而连续增加，并且在低于$T_N$时显示出异常增加。晶胞体积随着温度的降低而连续减小，并且在低于$T_N$时发生突然收缩。通过用Einstein-Grüneisen方程拟合磁弹性晶格的背景热膨胀，我们确定了磁弹性效应引起的晶格应变$Δa$、$Δc$和$ΔV$随温度的变化。我们还确定了Mn离子的有序磁矩的温度变化，通过拟合测量的布拉格强度的核和磁反射与已知的晶体和磁结构模型。
2012-12-18 cond-mat.str-el
Hysteresis effects in the phase diagram of multiferroic GdMnO$_3$
我们提出了高分辨率的热膨胀$α(T)$和磁致伸缩$ΔL(H)/L$测量的GdMnO $_3$，它开发了一个无公度反铁磁序（ICAFM）低于$T_{\rm N}\simeq$ 42 K，并转化为一个倾斜的A型反铁磁（cAFM）低于$T_{\rm c}\simeq 20 $ K。此外，铁电极化${\bf P}||a$被观察到低于$T_{\rm FE} $沿$b$方向施加有限的磁场。在零磁场中，我们发现了一个强烈的各向异性的热膨胀与某些，而广泛的异常功能。然而，在有限磁场中，沿每个正交轴施加的磁场在$T_{\rm c}$处出现非常强的异常，沿b轴施加的磁场在$T_{\rm FE}$处出现非常强的异常。这两种相变都是一阶相变，并且具有很强的滞后性。我们观察到一个向下弯曲的ICAFM的cAFM相界$T_{\rm c}(H)$为低磁场和我们的数据提供了证据，共存相在低场低温范围内。
2006-03-09 cond-mat.str-el
Lattice and spin excitations in multiferroic h-YbMnO3
本文用喇曼散射研究了六方晶系YbMnO_3单晶的晶格和自旋激发。声子模的温度依赖性表明，与Mn和O离子在a-b平面上的位移有关的256 cm-1处的E2模与自旋序耦合.在678 cm-1处的A1声子模在Neel温度下呈现软模行为。该模式与顶点氧离子沿c方向的运动相联系，直接控制相邻Mn面间的Mn-Mn相互作用和超交换路径，并确定了晶场和磁振子模式激发。自旋激发的温度研究表明，自旋结构的强烈影响的Yb-Mn相互作用。在沿c轴的磁场作用下，我们研究了磁重排及其对自旋激发的影响。
2012-11-07 cond-mat.str-el
Spin-lattice coupling, frustration and magnetic order in multiferroic RMnO3
我们在阻挫多铁性六方晶系化合物RMnO_3（R=Ho，Yb，Sc，Y）中进行了高分辨中子衍射和非弹性中子散射实验，证明了该系列化合物中存在强磁弹耦合.我们可以关联原子的位置，磁结构的类型和自旋波的性质，无论R离子和温度如何。关键参数是Mn离子在晶胞中相对于临界阈值1/3的位置，其决定了Mn三角形平面之间的耦合的符号。
2009-05-29 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic Order of the Hexagonal Rare Earth Manganite Dy(0.5)Y(0.5)MnO3
用单晶中子衍射测量研究了具有几何阻挫反铁磁性的多铁性稀土锰氧化物Dy（0.5）Y（0.5）MnO_3。低于3.4 K的磁性秩序上观察到的Mn（反铁磁性）和Dy（亚铁磁性）的亚晶格，这是相同的，未稀释的六方DyMnO 3在低温下。Mn磁矩在3.4 K和10 K之间发生自旋重取向转变，Mn亚晶格的反铁磁顺序持续到70 K;该相中的反铁磁顺序与未稀释（h）DyMnO 3中观察到的不同，产生了在其他六方稀土锰氧化物中看不到的定性新相图。平行于晶体学c轴施加的磁场将驱动从反铁磁相到低温亚铁磁相的转变，几乎没有磁滞。
2011-08-24 cond-mat.str-el
Magnetoelastic Effects and Magnetic Phase Diagram of Multiferroic $DyMn_2O_5$
通过磁致伸缩测量研究了多铁性材料$DyMn_2O_5$中三个晶向的磁弹性耦合。在低温磁性和铁电相变中检测到作为磁场函数的强晶格异常。的磁致伸缩系数的符号和大小，以及在过渡的晶格异常与Dy矩序和介电常数和铁电极化的急剧变化。在沿c轴施加磁场的情况下，已经检测到新的高场相，其磁结构还有待探索。
2006-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic-field induced multiferroicity in a quantum critical frustrated spin liquid
介电谱是用来检查的极性顺序在准一维量子自旋系统Sul-Cu 2Cl 4时，通过从自旋液体状态到有序的螺旋相在外部磁场的发病。我们找到了明确的证据，在这种材料中的多铁性，并详细处理其H-T相图接近量子临界制度。
2013-03-05 cond-mat.str-el
Lattice and spin excitations in multiferroic h-YMnO3
我们用拉曼和太赫兹光谱研究了六方晶系YMnO 3多铁性材料的晶格和磁激发及其交叉耦合。两个声子模式强烈地受磁序的影响。通过与中子测量和自旋波计算的比较，已经确定了磁振子激发，但没有观察到电磁振子。此外，我们证明了两个额外的拉曼活性峰。我们将这一观测结果与中子测量的磁振子与声学声子支之间的反交叉进行了比较。这些光学测量是不寻常的强自旋-声子耦合的基础。
2014-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Model and Phase Diagrams of the Multiferroic Perovskite Manganites
正交畸变钙钛矿锰氧化物RMnO 3（R为三价稀土离子）具有多种磁性和电性相，包括多铁性（即同时具有磁性和铁电性）相和迷人的磁电现象。通过建立微观自旋模型，对RMnO_3的相图进行了理论研究，该模型不仅考虑了超交换相互作用，还考虑了单离子各向异性（SIA）和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用（Dzyaloshinsky-Moriya）.用Monte-Carlo方法对该模型进行了分析，得到了实验相图随R离子半径的变化关系，其中包含两种不同的多铁性态，即铁电极化为P//a的ab平面自旋摆线和P//c的bc平面自旋摆线。正交晶格畸变或由这种畸变增强的第二近邻自旋交换通过调节SIA和Σ能来精细地控制这两个相之间的激烈竞争。这导致晶格畸变诱导的P从a到c的重取向与实验一致。我们还讨论了A型反铁磁态的自旋结构、摆线自旋态的自旋结构、正弦共线自旋态的起源和性质等问题。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic phases of the frustrated quantum spin-chain compound linarite
研究了铁磁自旋链受抑化合物PbCuSO $_4$（OH）$_2$（LiNarite）的介电性质，并通过其强各向异性磁性相图对该化合物的介电性质进行了表征.证实了主要低场自旋螺旋相的铁电特性。所测得的极化与先前提出的磁结构完全一致。自发极化也检测到在其他两个领域引起的阶段，但在某些情况下是不兼容的自旋安排与先前提出的模型。
2016-12-09 cond-mat.str-el
Hexagonal RMnO$_3$: a model system for 2D triangular lattice antiferromagnets
六方RMnO $_3$（h-RMnO $_3$）是一种多铁性材料，具有磁有序和铁电性共存的特点。它们的区别在于它们的几何结构，这两种结构都导致了打破反转对称性的不寻常机制，并且还产生了Mn自旋的2D三角形晶格，由于最近的相邻Mn离子之间的反铁磁相互作用，该晶格受到几何磁挫折。这种独特的组合使得h-RMnO $_3$成为测试自旋-晶格耦合思想的模型系统，特别是当不适当的铁电性和Mn三聚化（其似乎决定了磁结构的对称性）两者都由相同的结构畸变引起时。在这篇综述中，我们演示了如何使用中子和X射线衍射和非弹性中子散射技术是必不可少的画这个全面和连贯的图片的h-RMnO $_3$。
2015-11-13 cond-mat.str-el
Magnetic structures and magnetoelastic coupling of Fe-doped hexagonal manganites LuMn1-xFexO3 (0 < x < 0.3)
用体磁化和中子粉末衍射方法研究了Fe掺杂六方锰氧化物LuMn_（1-x）FexO_3（x = 0，0.1，0.2，0.3）的晶体和磁性结构。在2 ~ 300 K温度范围内，样品均为六方晶系，空间群为P63 cm。Néel温度TN随着Fe掺杂的增加而连续增加。与LuMnO_3中的单一Γ4表象不同，Fe掺杂样品的磁基态只能用Γ3（P63'cm'）和Γ4（P63 'c'm）表象的混合描述，并定量估计了它们的贡献。Fe掺杂的剧烈影响是突出的组成依赖的自旋重取向。提出了一个相图的整个组成系列的基础上，目前的结果和文献报道的。我们的研究结果表明，在提高多铁性系统的磁转变温度的剪裁组合物的重要性。
2016-03-07 cond-mat.str-el
Phase diagram of an extended quantum dimer model on the hexagonal lattice
我们引入了一个量子二聚体模型的六边形晶格，除了标准的三个二聚体的动力学和潜在的条款，包括一个竞争的潜在的部分计数二聚体自由六边形。零温相图研究的量子蒙特卡罗模拟，辅以变分参数。它揭示了一些新的晶相和一系列快速变化的通量（高度语言中的倾斜）。我们微扰地分析了Rokhsar-Kivelson点附近，表明该模型具有“魔鬼楼梯”场景所需的微观成分[E。Fradkin等人，Phys.Rev.B69，224415（2004）]，并因此预期产生基态通量的分形变化。
2015-11-23 cond-mat.str-el
Coupling of Magnetic Order, Ferroelectricity, and Lattice Strain in Multiferroic Rare Earth Manganites
多铁性稀土锰氧化物由于同时存在不同类型的磁性和铁电性有序而引起人们的关注，并产生了复杂的相图和丰富的物理现象。在几种化合物中观察到的不同顺序和大磁电效应的耦合和相互干扰具有根本的兴趣，并具有未来应用的潜力，其中介电（磁）性质可以通过磁（介电）转变的发生或磁（电）场的应用进行修改。磁电效应的物理机制和铁电有序在磁转变的起源还有待探索。我们讨论了多铁性现象的六方HoMnO 3和强磁-介电耦合是密切相关的晶格应变引起的异常大的自旋-声子相关。
2005-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing multiferroicity and spin-spin interactions via dielectric measurements on Y-doped HoMnO$_{3}$ in high magnetic fields
铁电材料${\rm Ho}_{1-x}Y_{x}MnO_{3}$的磁场依赖的相图已被调查为x = 0，0.6，和0.8为沿ab在平面内和c轴基面方向定向的字段。介电测量被用来映射出的再入温度-磁场相变，其中涉及面内Mn自旋旋转的反铁磁状态下的N $\acute{e}$ EL温度。我们表明，通过合金的研究，Ho亚晶格在所有的转变中起着重要的作用，和$Ho_{1-x}Y_{x}MnO_{3}$的相图是依赖于磁场方向。我们描述了这种行为的相互作用的Ho子晶格自旋系统与底层的，强大的$YMnO_{3}$反铁磁三角晶格，其中的Ho-Y自旋相互作用是高度敏感的浓度和磁场方向。
2006-07-27 cond-mat.str-el
Mean-field approach for skyrmion lattice in hexagonal frustrated antiferromagnets
提出了六角晶格上阻挫反铁磁体的简单平均场方法，旨在描述温度-磁场相图的高温部分。它示出，调制矢量对称性，塞曼能量和磁偶极相互作用之间的相互作用导致稳定的三重- $Q$ skyrmion晶格在一定区域的相图。导出了相应的相界解析表达式。有人认为，开发的理论可以适用于描述的高温部分的Gd $_2$ PdSi $_3$化合物的相图实验观察。
2021-09-28 cond-mat.str-el
Partially disordered antiferromagnetism and multiferroic behavior in a frustrated Ising system, CoCl$_{2}$-2SC(NH$_{2}$)$_{2}$
我们研究了CoCl $_2$-2SC（NH $_2$）$_2$的部分无序反铁磁性，其中a-b平面六方层沿c轴交错排列，而不是堆叠.在自旋被锁定的外加磁场中形成稳健的1/3状态，其既不作为温度的函数也不作为场的函数变化。相比之下，在零场，部分反铁磁序发生，其中自由自旋可用于创建居里样磁化率。我们报告测量的晶体结构，比热，磁化强度和电极化$T$ = 50 mK和高达$μ_{0}H$ = 60 T。Co $^{2+}$ $S = 3/2$的自旋是类伊辛的，并形成扭曲的六方层。伊辛能量标度与磁交换很好地分离，这两个能量标度都可以通过测量获得，使我们能够干净地将它们参数化。在横场中，在2 T下可以观察到量子伊辛相变.最后，我们发现磁交换伸缩引起的电极化变化可达3 $μ$ C/m $^2$，单离子磁各向异性效应引起的电极化变化可达300 $μ$ C/m $^2$。
2015-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The complex multiferroic phase diagram of Mn$_{1-x}$Co$_x$WO$_4$
通过磁性、热容和极化实验研究了Mn $_{1-x}$ Co $_{x}$ WO $_4$单晶的完整磁性和多铁性相图。我们发现，铁电极化$\overrightarrow{P}$在多铁性状态突然改变其方向后，增加Co含量，x两次。当x $_{c1}$ =0.075时，$\overrightarrow{P}$从$b-$轴旋转到$a-c$平面，当x $_{c2}$ =0.15时，它翻转回$b-$轴。多重极化触发器的起源被确定为Co各向异性对自旋螺旋的取向和形状的影响，从而导致由相应相位中的极化幅度的减小引起的热力学不稳定性。铁电极化的定性描述是通过考虑链内（$c-$轴）以及链间（$a-$轴）连接的磁性离子的交换路径。在一个狭窄的钴浓度范围（0.1 $\leq$ × $\leq$ 0.15），一个中间相，夹在共线高温和螺旋低温相，被发现。新相具有与MnWO $_4$的低温磁结构相似的共线和相称的自旋调制。
2012-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic monopoles and toroidal moments in LuFeO$_3$ and related compounds
磁单极子和环形有序是令人信服的特征，长期以来一直被理论化，但在实际材料中仍然难以捉摸。多铁性六方晶系铁氧体是一种有趣的实现挫挫三角晶格，其中磁秩序耦合到铁电性和三聚。在这里，我们提出了一种机制，通过该机制磁单极和环形订单出现的120 $^\circ$反铁磁性和三聚体的组合，目前在六方锰氧化物和铁氧体。磁单极和环形订单的实验观察到的签名中确定的非弹性中子散射截面，模拟从微观模型的LuFeO 3。证明了磁振子的非互易传播。
2019-11-07 cond-mat.str-el
Anisotropy study of multiferroicity in the pyroxene NaFeGe$_2$O$_6$
本文研究了多铁性单斜辉石NaFeGe $_2$ O $_6$的介电、磁性和磁弹性的各向异性。研究了合成的大单晶NaFeGe $_2$ O $_6$的热释电电流、介电常数、磁致伸缩系数、热膨胀系数和磁致伸缩系数。在反铁磁有序态（$T_{\rm N}\simeq 13$ K）中，在低于$T_{\rm C}\simeq 11.6$ K的温度下检测到的电极化的强度主要位于$ac$平面内，沿$b$方向的分量很小，表明NaFeGe $_2$ O $_6$的多铁性相具有三斜对称性.电极化的强度可以通过沿不同方向施加磁场来强烈修改。我们推导出详细的磁场与温度的相图，并确定三个多铁性的低温相，这是由一个非铁电，反铁磁有序状态从顺磁高温相分离。
2014-09-18 cond-mat.str-el
InMnO3 : a fully frustrated multiferroic
InMnO $_3$是六方晶系锰氧化物h-RMnO $_3$（其中R是稀土金属元素）的一个特殊成员，具有不同于该家族其它化合物的晶体、电子和磁性。我们用粉末中子衍射研究了高温高压合成的高质量样品。发现Mn离子的位置接近阈值$\it{x}=1/3$，其中沿$\it{c}$轴的超交换Mn-Mn相互作用补偿。在低于$T_{\rm N}$ = 120（2）K的温度下，磁性长程序发生，磁性晶胞沿$\it{c}$加倍，而在高于$T_{\rm N}$的温度下，观察到短程二维动态自旋关联。我们认为，赝偶极相互作用是负责的长周期磁结构。
2011-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of magnetostriction and spin-phonon coupling in magnetoelectric hexagonal 15R-BaMnO3
自旋-声子耦合，即自旋与周围晶格的相互作用，是理解多铁性材料的基础物理和设计其磁化动力学的关键参数。多铁性材料中的基元激发受到自旋-声子相互作用的强烈影响，使得拉曼光谱成为探测这些耦合的独特工具。最近，有人提出，15 R型六方晶系BaMnO 3的介电和磁性通过自旋-晶格耦合相关。在这里，我们报告的15 R-BaMnO 3在230 K，280 K和330 K的拉曼光谱的广泛重整化的观察。磁性测量揭示了在15 R-BaMnO 3在230 K和330 K，分别存在一个长程和短程磁有序。拉曼光谱表明，在磁有序相的新的拉曼模式的外观。此外，一个额外的拉曼声子出现低于~ 280 K，可能产生的局部晶格畸变由于锰离子的位移，表现出随温度的异常位移。根据温度和磁场相关的拉曼光谱、温度相关的X射线衍射、磁化强度和比热测量结果，讨论了拉曼光谱中所观察到的重整化和声子异常的起源。我们的研究结果表明，磁致伸缩和自旋-声子耦合的存在下，在15 R-BaMnO 3，从而表明光学声子是强烈相关的，其磁电性能。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroic perovskites
以钙钛矿型多铁性RMnO_3（R = Gd，Tb，Dy）为指导，我们认为Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）为铁电性和非公度磁性的共存和强耦合提供了微观机制.我们用蒙特卡罗模拟和零温精确计算研究了一个包含双交换、超交换、Jahn-Teller和N-S项的模型。相图中包含一个多铁性相之间的A和E反铁磁相，在良好的协议与实验。
2006-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-crystal investigations on the multiferroic material LiFe(WO$_4$)$_2$
通过对多铁性LiFe（WO $_4$）$_2$单晶的比热、磁化率和中子衍射实验，研究了其晶体结构和磁结构。仅考虑两个最近邻的磁相互作用，系统形成$J_1$、$J_2$磁链，但更广泛的相互作用是相当大的。两个不同的磁相表现出长程无公度有序演化在$T_{\text{N}1}\approx 22.2 \text{ K}$和$T_{\text{N}2}\approx 19 \text{ K}$。首先，自旋密度波的发展与位于$ac$平面的时刻。在低于$T_{\text{N}2}$的多铁性相中，LiFe（WO $_4$）$_2$表现出螺旋排列，沿着$b$具有额外的自旋分量。因此，逆Dzyaloshinskiii-Moriya机制充分解释了该材料的多铁性行为。一个部分不平衡的多铁性畴分布观察，即使在没有施加电场。对于这两个阶段，只有轻微的温度依赖性的不可逆性进行了观察，并没有相称的阶段出现在低温或在有限的磁场高达$6\text{ T}$。因此，LiFe（WO $_4$）$_2$表现出具有II型多铁性材料的典型跃迁序列的简单相图。
2021-03-26 cond-mat.str-el
Mechanism of Lattice-Distortion-Induced Electric-Polarization Flop in the Multiferroic Perovskite Manganites
对钙钛矿锰氧化物Eu_（1-x）Y_xMnO_3和Gd_（1-x）Tb_xMnO_3的磁电相图进行了理论研究。我们首先建立了一个微观模型，然后用蒙特卡罗方法对模型进行分析。我们再现了包含两种不同多铁性态的图，即，具有电极化的强度P//a的ab平面自旋摆线和具有P//c的bc平面自旋摆线。我们发现，它们的竞争源于单离子各向异性和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用之间的冲突，这是由第二近邻自旋交换增强的GdFeO 3型畸变控制。这导致随着x的增加从a到c的P触发器与实验一致。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic properties of the new multiferroic material (NH$_4$)$_2$[FeCl$_5$(H$_2$O)]
(NH $_4$）$_2$ [FeCl $_5$（H $_2$ O）]是反铁磁化合物$A_2$ [Fe $X_5$（H $_2$ O）]（$X$ =卤离子，$A$ =碱金属或铵离子）家族的一员，是一种新型的多铁性材料。我们报告的铁电性低于6.9 K的反铁磁有序状态（$T_N \sim 7.25 K$）的发病。相应的电极化可以通过施加磁场来显著影响。基于热释电电流、介电常数和磁化强度的测量，我们表征了（NH $_4$）$_2$ [FeCl $_5$（H $_2$ O）]的磁电、介电和磁学性质。结合这些数据与测量的热膨胀，磁致伸缩和比热，我们得到详细的磁场与温度相图。根据磁场的方向，识别出多达三种不同的多铁性相，其由磁有序的但非铁电相与顺磁相分开。除了这些低温转变，我们观察到一个额外的相变在~79 K，我们怀疑是结构的起源。
2013-08-01 cond-mat.str-el
Phase transitions and rare-earth magnetism in hexagonal and orthorhombic DyMnO$_{3}$ single crystals
采用不同生长气氛的浮区法，选择性地生长了六方或正交DyMnO $_{3}$单晶。晶体的特征在于通过X-射线粉末衍射的地面标本和结构细化以及电子衍射。我们报告的磁化率，磁化强度，和比热的研究，这种多铁性化合物的六方和正交结构。六方DyMnO $_{3}$显示了在$T^{\mathrm {Mn}}_{N}$ = 57 K下在三角形Mn晶格上Mn $^{3+}$（S =2）自旋的磁有序性，其特征在于在比热中具有尖点。由于Mn三角晶格上的阻挫和Dy $^{3+}$（S=9/2）自旋的主导顺磁磁化率，这种转变在磁化率中不明显。在$T^{\mathrm {Dy}}_{N}$ = 3 K时，观察到Dy磁矩的部分反铁磁序.相比之下，正交DyMnO $_{3}$的磁性数据显示三个转变。的数据广泛同意从早期的中子衍射实验的结果，它允许以下分配：过渡从一个不相称的反铁磁有序的Mn $^{3+}$自旋在$T^{\mathrm {Mn}}_N$ = 39 K，一个{ \textit{lock--in} }过渡在$T_{\mathrm {lock-in}}$ = 16 K和第二个反铁磁过渡在$T^{\mathrm {Dy}}_N$ = 5 K由于Dy矩的顺序。六方晶系和正交晶系的晶体都表现出磁各向异性和复杂的磁性，由于4 $f-4f$和4 $f-3d$耦合。
2009-02-22 cond-mat.str-el
Pressure induced enhancement of ferroelectricity in multiferroic $R$Mn$_2$O$_5$($R$=Tb,Dy, and Ho)
在$R$ Mn $_2$ O $_5$（$R$ =Tb、Dy和Ho）上进行铁电极化和介电常数的测量，其中施加的流体静压力高达18 kbar。在环境压力下，在两个物理性质的温度曲线中观察到明显的异常，在临界温度下标记的长程AFM顺序（T $_{N1}$），铁电性（T $_{C1}$）以及在温度时，在极化，介电常数和自旋波可磁化率的异常变化已被报道。特别是，在低温下的介电常数（T $_{C2}$），与铁电极化和不相称的磁结构的下降相关联的步骤，被证明是突然淬火后，通过一个$R$依赖的临界压力。这被证明是与高铁电极化状态的稳定，这是符合相称的磁结构。观察建议是由于压力引起的相变成相称的磁结构的压力-温度（$p$ - $T$）在这项工作中构建的相图为例。测定了所有三种化合物的$p$ - $T$相图。
2007-07-02 cond-mat.str-el
