Electrically-excited Motion of Topological Defects in Multiferroic Materials
本文基于逆Dzyaloshinskii-Moriya机制研究了多铁性材料中拓扑磁缺陷的电致运动,探讨了涡旋-反涡旋晶体的极性光学模式电激发及斯格明子的电致自旋进动,为磁电存储与逻辑器件应用提供了新途径。
2023-04-06 cond-mat.str-el
Electric field control of terahertz polarization in a multiferroic manganite with electromagnons
动态磁电效应的全电控制证明在经典的多铁性锰氧化物DyMnO 3,一种材料,包含耦合的反铁磁和铁电订单。由于与电磁振子的固有磁电耦合,线性偏振的太赫兹光在穿过样品时旋转。极化旋转的幅度和方向由铁电畴的取向决定,并且可以通过静态电压进行切换。这些实验允许使用动态磁电效应来调谐太赫兹偏振。
2017-04-05 cond-mat.str-el
Multiferroics and beyond: electric properties of different magnetic textures
本文综述了固体中与电磁自由度耦合有关的许多非平凡效应--I.~ E.~ 1959年的贾罗辛斯基。我简要地考虑了多铁性材料的主要物理,并集中在不同的影响“超越多铁性”,基于相同的物理机制,在多铁性操作。特别是他们导致的非平凡的电性能不同的磁纹理-如磁单极子在自旋冰,偶极子上的一些域壁在通常的铁磁体,skyrmions等的逆效应,磁单极子的外观上的电荷磁电,也进行了讨论。这种不同磁织构的非平凡电活动在这些材料的许多实验性质中有表现,并且它可能导致新的应用。
2021-04-20 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
Electric field control of the magnetic chiralities in ferroaxial multiferroic RbFe(MoO4)2
用中子球极化法研究了多铁性RbFe(MoO $_4$)$_2$的磁手征与铁电极化的耦合.由于低于$T_\textrm{c}$ = 190 K的晶体结构的轴性,螺旋性和三角形手性是螺旋交换耦合的,解释了在这种适当的螺旋磁性结构中铁电性的发生-一种可以推广到晶体结构中具有“铁轴”畸变的其他系统的机制。与施加的电场,我们展示了在两个结构域的手性同时控制。
2012-05-17 cond-mat.str-el
Magnetically induced electric polarization reversal in multiferroic TbMn$_2$O$_5$: Terbium spin reorientation studied by resonant x-ray diffraction
在多铁性TbMn $_2$ O $_5$中,铽离子的行为形成磁电耦合的关键部分。结果是在2 T下磁感应电极化的强度反转。在这篇文章中,我们提出了在外加磁场下的铽磁性结构的第一个直接测量。与目前对\tmo磁性的解释相反,我们表明,在电极化的强度反转时,铽子晶格采用倾斜的反铁磁结构,具有平行于\textit{a}轴的磁矩的大分量。此外,我们提供的证据之间的耦合锰的3D磁性结构和铽$4f$磁性,这是在难以捉摸的磁电机制发挥重要的意义。
2011-06-23 cond-mat.str-el
Origin of Electric Field Induced Magnetization in Multiferroic HoMnO3
我们已经进行了极化和非极化的小角中子散射实验HoMnO 3单晶,并发现,在低动量转移磁散射的增加开始冷却后,通过温度接近自旋重取向转变在TSR ~ 40 K。我们的增加归因于反铁磁畴壁内产生的未补偿磁化。极化中子散射实验表明,同时施加一个电场的字段抑制磁散射T ~ 50 K以下,表明电场影响的磁化通过反铁磁畴壁,而不是通过改变体磁秩序。
2010-03-15 cond-mat.str-el
Spin chirality and electric polarization in multiferroic compounds $R$Mn$_2$O$_5$ ($R=$Ho, Er)
对多铁性材料$R$ Mn $_{2}$ O $_{5}$($R=$ Ho,Er)在铁电公度(CM)相和低温非公度(LT-ICM)相的极化中子衍射实验进行了研究,其中前者具有最高的电极化的强度,后者具有较低的极化.研究发现,在电场中冷却到CM相后,磁手性与电极化的强度成正比。我们还证实了在CM和LT-ICM两个阶段中,磁手性可以通过电极化的强度的极性来切换。这些事实表明,磁手性和电极化的强度之间的密切耦合。然而,在从CM到LT-ICM相的转变时,电极化的强度的降低并不伴随着磁手性的任何降低,这意味着CM和LT-ICM相包含不同的磁电耦合机制。
2009-03-04 cond-mat.str-el
Non-d$^0$ Electric Dipole in FeO$_5$ bipyramid: a New Resource for Quantum Paraelectrics, Ferroelectrics and Multiferroics
常规铁电氧化物中电极化的强度通常涉及具有空d壳层的过渡金属离子(d $^0$规则)。在这里,我们解开了一个新的机制,局部电偶极子的磁性Fe $^{3+}$(3D $^5$)离子违反d $^0$规则的基础上。在合适的晶格参数下,$_5$双锥体系中长程库仑相互作用和短程泡利排斥作用的竞争有利于Fe $^{3+}$的偏心位移,从而产生局域电偶极子.这种非d $^0$电偶极子的操作开辟了一条新的路线,产生非常规的铁电,铁电和多铁性。作为一个原型例子,我们证明了亚铁磁六角铁氧体(Ba,Sr)Fe $_{12}$ O $_{19}$中的非d $^0$电偶极子导致了一个新的磁量子顺电体家族.
2014-05-27 cond-mat.str-el
Surface and bulk polaritons in a linear magnetoelectric multiferroic with canted spins: Transverse Electric polarisation
一些磁电多铁性材料具有倾斜的自旋结构,可以用Dzyaloshinkii-Moriya耦合来描述。我们计算预期的性质和功能的表面和体磁振子极化激元在这样的介质中的线性磁电相互作用的情况下,横向电极化。弱铁磁性的电介质极化和磁化强度被限制在平行于表面的平面内。我们研究了一个几何与取向在膜平面的极化和横向电极化的数值结果。特别注意的是非互易表面模式,存在于两个散装带之间的频率,并显示这些模式可以通过外部磁场修改。衰减全反射的结果,并讨论了非互易性。实例计算结果为倾斜的反铁磁体BaMnF 4。
2010-01-19 cond-mat.str-el
Multiferroicity of CuCrO2 tested by ESR
我们对多铁性三角形反铁磁体CuCrO_2在电场作用下的ESR进行了研究。观察到电场对ESR谱的影响,其位移量超过了线性磁电耦合材料的位移量。结果表明,磁有序CuCrO 2的低频动力学定义的自旋平面和电极化的强度的联合振荡。结果表明定性和定量的协议与理论预期的唯象模型(V.I. Marchenko(2014))。
2018-03-07 cond-mat.str-el
Electric Polarization Induced by a Proper Helical Magnetic Ordering in a Delafossite Multiferroic CuFe1-xAlxO2
多铁性CuFe_(1-x)Al_xO_2(x=0.02)在T= 7 K以下的零磁场下表现出铁电有序和螺旋磁有序。通过极化中子衍射和热释电测量,我们揭示了自旋螺旋度与自发电极化的强度方向之间的一一对应关系。这一结果表明,适当的螺旋磁有序的自旋螺旋度是必不可少的铁电性CuFe 1-xAlxO 2。然而,由适当的螺旋磁序引起的电极化的强度的诱导不能用Katsura-Nagaosa-Balatsky模型来解释,该模型成功地解释了最近探索的铁电螺旋磁中的铁电性,例如TbMnO 3。因此,我们认为CuFe_(1-x)Al_xO_2是一类新的磁性铁电体。
2007-07-18 cond-mat.str-el
Time-resolved imaging of magnetoelectric domain switching in multiferroic MnWO4
通过电泵浦-光探测技术,我们发现多铁性MnWO $_4$中的电场诱导的磁序参量反转发生在毫秒级的时间尺度上,并保持磁化强度与磁诱导的电极化的强度的刚性耦合.的空间分辨域结构的时间进展成像与纳秒分辨率的光学二次谐波产生和相比,准静态域反转。一个定性的模型给出了一个估计,为什么在磁感应铁电体的磁电序参数反转是不是固有的超快。
2011-09-29 cond-mat.str-el
Multiferroicity in an organic charge-transfer salt: Electric-dipole-driven magnetism
多铁性材料表现出电自由度和磁自由度的同时有序性,无论从学术角度还是从技术角度来看,都是一种引人注目的材料。多铁性的一个突出机制是自旋驱动的铁电性,通常在具有螺旋自旋序的阻挫反铁磁体中发现。在那里,与传统的铁电体类似,电偶极是由离子的偏心位移产生的。然而,最近一种不同的机制,即纯电子铁电性,其中电荷顺序打破反转对称性,引起了相当大的兴趣。在这里,我们提供的证据,这种奇特的类型的铁电性,伴随着反铁磁自旋顺序,在一个二维的有机电荷转移盐,从而代表了一类新的多铁性。对于电子铁电体,偶极和自旋序几乎同时出现。这可以归因于铁电有序引起的自旋阻挫的损失。因此,这里的自旋序是由铁电性驱动的,与螺旋磁体中的自旋驱动铁电性形成鲜明对比。
2011-11-24 cond-mat.str-el
Discovery of room temperature multiferroicity and magneto-electric coupling in Fe3Se4 nanorods
本文首次报道了Fe_3Se_4是一种室温下具有磁电耦合的II型多铁性材料。在室温以上的Fe3Se4纳米棒中,我们观察到了铁磁有序和铁电有序的共存,Fe3Se4纳米棒是一种具有大磁晶各向异性的硬磁体.我们首次在低于磁居里温度的Fe3Se4纳米棒中观察到自发的、可逆的铁电极化。这种耦合表现为在Tc处的介电常数和拉曼位移的异常。我们还没有完全理解铁电有序的起源,但是在室温下Fe3Se4中同时存在磁性和铁电有序以及硬磁性将为器件开辟新的研究领域。
2019-06-12 cond-mat.str-el
Magnetic field control of cycloidal domains and electric polarization in multiferroic BiFeO$_3$
利用小角中子散射(SANS)研究了磁场诱导室温多铁性BiFeO单畴单晶$_3$中旋轮结构的重排.当磁场垂直于菱面体(极)轴超过钉扎阈值$\sim$ 5\,T时,观察到摆线传播矢量旋转。根据这些实验结果,提出了一个唯象模型,捕获的摆线域的重排,我们重新审视磁电效应的微观起源。提出了一种新的磁各向异性和极化之间的耦合,解释了最近发现的磁电极化的菱形轴。
2017-10-29 cond-mat.str-el
Dynamical magnetoelectric effects in multiferroic oxides
铁电有序和磁有序共存的多铁性材料可以提供一个有趣的实验室来测试前所未有的磁电响应及其可能的应用。一个这样的例子是固体中磁偶极子和电偶极子之间的动态和/或共振耦合。作为这种动态磁电效应的例子,(1)多铁性畴壁动力学和(2)电偶极子主动磁响应进行了讨论,并概述了最近的实验观察。
2011-04-03 cond-mat.str-el
Electric field control of multiferroic domains in Ni$_3$V$_2$O$_8$ imaged by X-ray polarization enhanced topography
用非共振X射线磁散射研究了多铁性NiPDMATHABMM V $_2$ O $_8$的磁结构。入射的圆偏振X射线结合全偏振分析的散射光束示出产生高灵敏度的摆线磁顺序的组件,包括它们的相对相位。在铁电相的磁结构上的新信息,它被发现,在“交叉领带”网站上的磁矩淬火相对于那些“脊柱”网站。这意味着铁电性的发生主要与脊柱网站磁序。我们还表明,我们的技术,使成像的多铁性域通过极化增强地形。这种方法是用来成像的域作为样品是由一个电场循环通过其磁滞回线,揭示了域的逐渐切换没有成核。
2010-04-26 cond-mat.str-el
Coupled magnetic and ferroelectric domains in multiferroic Ni3V2O8
通过极化磁中子衍射证实了多铁性畴的电控制。在电场(E)中冷却到Ni 3V 2 O 8的摆线多铁性相,导致无公度布拉格反射变为中子自旋极化,中子极化的方向与E相反。定量分析表明,E处理的样品具有手性,可以被E逆转。我们进一步通过E驱动的自旋和电极化的强度滞后显示了摆线畴和铁电畴之间的密切联系。我们认为,明确的摆线手性是通过磁弹性诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2009-08-23 cond-mat.str-el
Domain switching and exchange bias control by electric field in multiferroic conical magnet Mn$_2$GeO$_4$
研究了多铁性圆锥磁体Mn $_2$ GeO $_4$的电场效应,发现铁磁和铁电序参量之间存在强耦合.系统评价的电极化的强度在低于5.5 K的多铁性相在各种场冷却条件下揭示,小磁场的0.1 T显着降低所需的电场需要达到饱和。通过施加电场在磁场依赖的磁滞测量磁化M和极化P的电可控交换偏置,观察到的现象非常罕见的单相多铁性。此外,在特定的磁场条件下,实现了P和M畴的不可逆电开关。
2020-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In-situ electric field control of THz non-reciprocal directional dichroism in the multiferroic Ba$_2$CoGe$_2$O$_7$
非互易定向二向色性,也称为光二极管效应,是一种吸引人的功能性质固有的大类非中心对称磁体。然而,这种现象的原位电控制是具有挑战性的,因为它需要满足一组条件:磁基态的特殊对称性,具有可比磁偶极和电偶极活性的自旋激发以及可切换的电极化的强度。我们证明了具有相反磁电磁化率的Ba $_2$ CoGe $_2$ O $_7$畴间的等温电开关。结合太赫兹光谱和多玻色子自旋波分析,我们表明反铁磁畴数量的不平衡会产生自旋激发的非可逆光吸收。
2021-10-08 cond-mat.str-el
Colossal Electroresistance and Colossal Magnetoresistance in Spinel Multiferroic CdCr2S4
本文报道了尖晶石型多铁性材料CdCr 2S 4在电场作用下的巨磁电阻(CMR)和电电阻(CER)。结果表明,在外加电场的作用下,CdCr 2S 4发生了金属-绝缘体转变(MIT)。在磁场中,CdCr 2S 4的电阻率响应类似于CMR锰氧化物。结合以前的报道,这些研究结果使CdCr 2S 4的唯一的化合物,拥有所有四个性质的巨大的磁电容(CMC),巨大的电容(CEC),CER,和CMR。本研究结果为寻找新的材料,通过调节电场和磁场来显示CMR开辟了新的途径。
2010-03-10 cond-mat.str-el
Multiferroic behavior in trimerized Mott insulators
我们证明了三聚莫特绝缘体的多铁性行为,通过自旋和电偶极矩之间的相互作用,导致电子电荷的波动在挫折单位。该模型由具有小的三聚体间交换相互作用$J'$和$J"$的三聚体的堆叠三角层组成。铁电态与铁磁或反铁磁有序共存,这取决于磁场$H$的值和层间交换$J"$的符号。电极化的强度经历作为$H$的函数的突变。
2012-02-28 cond-mat.str-el
Interplay between the magnetic and electric degrees-of-freedom in multiferroic Co3TeO6
测量了单晶Co3TeO6的中子衍射、磁化率、比热和介电常数,研究了铁电性和磁序之间的相互作用。长程无公度磁序发展低于TM1=26 K,这是随后的三个额外的零场相变在TM2=19.5 K,TM3=18 K,和TM4=16 K的无公度顺序的变化和公度顺序的发展。在14 T以下的磁场中,我们发现随着铁电性的发展,磁场强度和无公度波矢发生了显著的变化,在10 T附近出现了第五次突变。整体行为特征Co3TeO6作为一个II型多铁性。
2012-03-28 cond-mat.str-el
Magnetoelectric Resonances and Predicted Microwave Diode Effect of Skyrmion Crystal in Multiferroic Chiral-Lattice Magnet
我们从理论上发现,在多铁性手征晶格磁体Cu_2 O_SeO_3中,Skyrmion晶体(SkX)的独特本征模不仅对交流磁场(H^w)是磁激活的,而且对交流电场(E^w)也是电激活的,它放大了E^w与自旋织构之间的动态磁电耦合.在它们的电和磁激活过程之间产生的强烈干扰可以导致对微波的空前大的二极管效应,即,当入射方向反转时,SkX的吸收变化高达~20%。我们的研究结果表明,skyrmion可以是一个有前途的微波器件的积木。
2013-03-19 cond-mat.str-el
Spin-wave dispersion and magnon chirality in multiferroic TbMnO3
本文利用非弹性中子散射实验与自旋波计算,揭示了多铁性TbMnO3中磁振子色散及可由电场调控的动态手性,并阐明了其与静态多铁序手性的内在联系。
2023-08-18 cond-mat.str-el
Simple microscopic model for magneto-electric coupling in type-II antiferromagnetic multiferroics
我们提出了一个简单的二维模型,其中晶格自由度介导的磁矩和电偶极子之间的相互作用。该模型再现的基本功能,如突然电极化的强度开关时,施加磁场和无处不在的二聚失真模式和磁$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$订购,观察到在几个多铁性材料的不同组成。该列表包括E型锰氧化物、RMnO $_3$、镍酸盐(例如YNiO $_3$)和其它应变下的材料(例如TbMnO $_3$)。尽管它的简单,这里提出的模型抓住了一个大类的II型多铁性的起源的本质。
2021-11-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
Writing a skyrmion on multiferroic materials
本文报道了一个理论上的建议,电创建的磁性skyrmions的薄膜样品的多铁性手征磁体的局部应用的电场,而不是一个电流,通过一个电极尖端。这种方法可以追溯到Skyrmion自旋和多铁性中的电极化的强度之间的相互耦合,并且代表了用于潜在的基于Skyrmion的存储器件而没有焦耳热损失的独特技术。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion Dynamics in Multiferroic Insulator
最近在绝缘多铁性化合物Cu $_2$ OSeO $_3$中发现了Skyrmion晶相,这为在没有传导电子自旋转移矩的情况下操纵Skyrmion提供了新的思路和方法.结果表明,沿Skyrmion平均感生偶极矩方向的位置相关电场能感生Skyrmion的Hall运动,其速度与场梯度正交.有限吉尔伯特阻尼产生纵向运动。我们发现了丰富多样的共振模式激发的交流。电场。
2012-09-14 cond-mat.str-el
Control of multiferroic domains by external electric fields in TbMnO3
通过介电测量和极化中子衍射研究了TbMnO $_3$单晶的多铁性畴通过外电场的控制。通过改变几kV/mm量级的外场并通过记录手性磁散射以及样品电容器中的电荷来记录完整的磁滞循环。这两种方法产生的矫顽磁场相当,在冷却时增加。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity in spin ice: towards a magnetic crystallography of Tb2Ti2O7 in a field
通过对磁电单极子的研究,我们结合了自旋液体中的磁阻挫、多铁性和涌现准粒子两个方面。自旋冰提供了耦合这些新兴的拓扑缺陷到外部领域,并相互之间,以不寻常的方式,使可能解除简并支撑自旋液体和潜在的稳定电荷晶体的新形式,开辟了道路“磁晶体学”。在发展一般相图,包括最近邻耦合,塞曼能量,电和磁偶极相互作用,我们发现了一个双层晶体的单电荷单极子,其稳定性,显着地,加强了外部[110]磁场的出现。我们的理论是能够占有序过程的Tb_2Ti_2O_7在大领域的合理小的电能尺度。
2015-02-13 cond-mat.str-el
Magneto-electric properties and low-energy excitations of multiferroic FeCr2S4
本文报道了多晶FeCr_2S_4多铁性基态在0.3-3~THz频率范围内的低频光激发及其在外加高达7~T的磁场作用下的变化。在低于轨道有序温度T_OO= 9 K的基态中,我们观察到几个新的模的出现。通过施加平行于和垂直于太赫兹辐射传播方向的外部磁场,我们可以识别出最强的电偶极子起源。我们将这些模式作为四面体环境中Fe^{2+}离子(3d^6,S=2)的低能电子激发进行讨论。假设Fe^{2+}-离子位上的有效交换场为12.8 cm-1,我们的计算令人满意地再现了这些吸收线的本征频率和相对强度。交换场的方向被发现是稍微倾斜的ab平面。与我们的方法,我们也可以描述以前报道的结果穆斯堡尔研究和轨道和非共线自旋有序诱导的电极化的数量级。
2020-09-21 cond-mat.str-el
Electrical switching of magnetic polarity in a multiferroic BiFeO3 device at room temperature
我们已经直接成像的摆线旋转方向(磁极性)在(111)-BiFeO 3外延膜设备在室温下通过非共振x射线磁散射可逆电气开关。与以前的报告一致,完全放松的(111)-BiFeO 3外延膜组成的一个单一的铁电畴被发现包括一个亚微米级的马赛克的磁弹性域,所有共享一个共同的方向的磁极性,这被发现可逆地切换后的铁电极化反转没有任何可测量的变化的磁弹性域人口。我们的设备的真实空间偏振图清楚地区分了样品的区域,这些区域以几十微米的分辨率被电寻址到两个磁状态。与一般认为BiFeO 3中的磁电耦合较弱相反,我们发现电开关对磁结构具有显著的影响,磁矩在每个周期平均旋转90度。
2017-07-05 cond-mat.str-el
Multiferroicity and skyrmions carrying electric polarization in GaV4S8
Skyrmions是一种拓扑自旋物体,具有很高的未来磁性数据存储潜力。铁电体的极化是否与其磁性织构相关联,以及这些物体是否可以通过电场来操纵,这是一个与基础研究和应用相关的基本问题。在这里,我们研究了磁性和电极化的强度之间的相互作用,在空穴尖晶石GaV 4S 8,它经历了与轨道有序在44 K的结构转变,并揭示了一个复杂的磁性相图低于13 K,包括铁磁(FM),摆线,和Néel型skyrmion晶格(SkL)相。我们发现GaV 4S 8的轨道有序相是FE,具有约1 μC/cm 2的相当大的极化。此外,我们观察到自旋驱动的过剩极化在所有的磁性阶段,因此,GaV 4S 8主机三个不同的多铁性阶段共存的极性和磁性秩序。这些包括SkL阶段,我们预测接近skyrmion核心的FE偏振的强空间调制。考虑到晶体的对称性和自旋图案的磁有序相,我们确定的交换收缩背后的自旋驱动的FE极化在每个多铁性相的主要微观机制。由于GaV 4S 8的极性晶体结构和观察到的强磁电效应,它在已知的SkL基质材料中是独一无二的,因此这项研究是朝着Skyrmions的非耗散电场控制迈出的重要一步。
2015-10-01 cond-mat.str-el
Bond distortion effects and electric orders in spiral multiferroic magnets
本文基于团簇和链状模型研究了键畸变对螺旋多铁性磁体电极化的强度的影响。键畸变破坏了反转对称性,并改变了$d$ - $p$杂化。因此,它将影响电极化的强度,可分为自旋电流部分和晶格介导部分。自旋电流极化可用$\vec{e}_{i,j}\times(\vec{e}_{i}\times\vec{e}_{j}) $表示,晶格介导极化仅在M-O-M键畸变时存在。计算了三原子M-O-M和四原子M-O $_{2}$ -M团簇的电极化的强度。我们还研究了由不同团簇组成的三种链中可能的电有序。我们将理论应用于多铁性铜氧化物,发现结果与实验观察一致。
2012-06-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Spin nematic interaction in multiferroic compound Ba$_{2}$CoGe$_{2}$O$_{7}$
通过对磁各向异性和自旋动力学的研究,证明了易平面型反铁磁体Ba $_{2}$ CoGe $_{2}$ O $_{7}$中自旋相互作用的存在.中子散射和磁化率测量的组合揭示了面内各向异性的起源是反铁型相互作用的自旋极化算符。给出了该化合物配体对称性中的极化算符与电极化的强度之间的关系。自旋相互作用的引入有助于理解多铁性化合物中的自旋和电偶极物理。
2014-02-26 cond-mat.str-el
Chiral Order and Multiferroic Domain Relaxation in NaFeGe$_2$O$_6$
用中子散射方法研究了NaFeGe $_2$ O $_6$的磁结构和多铁弛豫动力学.除了先前报道的过渡,铁$^{3+}$矩在$ac$平面的无公度螺旋排序开发一个额外的组件沿结晶$b$方向低于$T\approx 5\text{ K}$,这与锁定的无公度调制。准静态控制的自旋螺旋手,分别的矢量手征,由外部电场证明了可逆性的多铁性域的最低温度。NaFeGe $_2$ O $_6$的多铁性畴反转的时间分辨测量揭示了一个简单的温度和电场的依赖性的多铁性弛豫,这是很好地描述了由组合的Arrhenius Merz关系,因为它已被观察到的TbMnO $_3$。畴壁运动的最大速度与自旋波速度相当。
2021-05-14 cond-mat.str-el
Double frustration and magneto-electro-elastic excitations in collinear multiferroic materials
我们讨论了一个模型的情况下,多铁性系统的类型II(共线自旋)的电偶极为了竞争与受挫的磁顺序在确定晶格离子位置的弹性变形。第二近邻交换引起的高磁阻挫和小的自旋易轴各向异性导致了所谓的量子磁平台态的出现。增加磁场以上的高原边界产生复合激发,其中出现的分形自旋相互作用连同自发偶极翻转(在域壁的形式)和增强的局部弹性扭曲。这种奇特的磁电效应可以用磁电弹性准粒子来描述,这种准粒子可以用X射线和中子衍射技术来检测。我们的结果支持广泛的DMRG计算的自旋部门和自洽方程的晶格畸变。
2021-11-09 cond-mat.str-el
Coupled multiferroic domain switching in the canted conical spin spiral system Mn$_{2}$GeO$_{4}$
尽管多功能材料的研究取得了显著进展,但同时具有自发磁化和电极化的强度的自旋驱动铁电体仍然很少。在这些铁磁铁电体中,有一种锥形自旋螺旋磁体,它同时具有磁化反转和电极化的强度,但人们对这种磁体的了解仍然很少。这些材料可以具有各种多铁性域,使其研究复杂化。本文利用中子衍射研究了铁磁铁电Mn $_{2}$ GeO $_{4}$中的多铁性畴,发现它具有双Q锥形磁结构,除了平凡的180度公度磁畴外,只能用铁磁畴和铁电畴来描述。我们展示了非常规的磁电耦合,如磁场驱动的铁电极化反转,自旋螺旋度没有变化,并提出了一个唯象理论,成功地解释了磁电耦合。我们的测量建立Mn $_{2}$ GeO $_{4}$作为一个概念上简单的多铁性,其中磁场驱动的翻转的锥形自旋螺旋导致同时反转的磁化和电极化的强度。
2017-06-07 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic spin cantings as a driving force of ferroelectricity in multiferroic Cu2OSeO3
立方手征磁体Cu_2OSeO_3的铁电性质是由反铁磁倾斜引起的自旋非共线引起的。这些倾斜是Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果,在许多方面类似于弱铁磁体中的铁磁倾斜。导出了局部电极化的强度的表达式,其中包括具有磁化强度梯度M(r)的项。当在晶体上平均时,电极化的强度具有与晶体点群23的各向异性相关联的非零部分。在微观理论的框架下,它表明,无论是标量和矢量的自旋,(s1。s2)和[s1 × s2]可以在电极化的强度中给出相同数量级的贡献。
2016-08-10 cond-mat.str-el
Nontrivial temperature dependence of magnetic anisotropy in multiferroics Ba$_2$MnGe$_2$O$_7$
测量了正方晶格多铁性材料Ba $_2$ MnGe $_2$ O $_7$的静态磁化强度和自旋激发的温度依赖性。观察到的低能模式的各向异性间隙缩放的电极化的强度,而不是一个功率的亚晶格矩。有效自旋哈密顿量中的自旋极化相互作用相当于电极化的强度,是易轴各向异性的主要原因。各向异性能隙的非平凡行为可以合理地解释为杂化$d$ - $p$轨道随温度的变化,导致自旋相互作用的温度依赖性。
2021-07-08 cond-mat.str-el
Electric field-induced domain wall motion in spin spiral multiferroics
本文研究了螺旋多铁体中电场诱导的畴壁运动,构建了变分模型并推导了运动方程,发现畴壁速度与电场呈线性关系且依赖于系统几何与畴结构。
2024-02-16 cond-mat.str-el
Experimental observation of ferrielectricity in multiferroic DyMn2O5: revisiting the electric polarization
多铁性RMn_2 O_5(R为稀土离子)的电极化的强度及其磁起源仍是一个有争议的问题。在这项工作中,依赖于温度的电极化的强度的DyMn 2 O 5,这个RMn 2 O 5家族中最有吸引力的成员,使用热释电电流的方法,在不同的电冷却的终点温度,加上正向上-负向下(PUND)技术进行了研究。结果表明,DyMn_2O_5在低温下表现出铁电性而非铁电性,表现为两个相互作用且反平行的铁电亚晶格,且具有不同的温度依赖性。这两个铁电亚晶格被认为是由Mn-Mn自旋相互作用和Dy-Mn自旋相互作用的对称交换-伸缩机制产生的。路径依赖的电极化的强度反映了低温区的一级磁转变。这种磁电效应主要归因于Dy的自旋序对磁场的敏感性。本实验有助于澄清DyMn_2 O_5和其他RMn_2 O_5多铁性材料中令人困惑的问题。
2013-06-09 cond-mat.mtrl-sci 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
Magneto-electric excitations in multiferroic TbMnO3 by Raman scattering
用拉曼光谱研究了多铁性材料TbMnO_3的低能激发。我们的观测揭示了在30 cm-1和60 cm-1处存在两个峰。它们在低于居里温度的摆线相中观察到,但不在正弦相中,表明它们的磁电起源。虽然峰值能量与先前通过透射光谱测量的电磁振子的频率一致,但它们显示出令人惊讶的不同选择规则,其中30 cm-1的激发由光沿自发极化的电场增强。拉曼和红外选择规则的考虑下的模式的起源进行了讨论。
2009-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-electric coupling in type-I multiferroic ScFeO$_3$
本文采用从头计算方法研究了新近发现的多铁性ScFeO $_3$的电子结构和铁电性质。在半填充组态中,Fe的$3d$流形自然有利于反铁磁有序,反铁磁Néel温度的理论估计与实验值吻合得很好。发现Sc原子的偏心驱动了反转破缺,导致了$\sim$ 105\,$μ$ C/cm $^{2}$的大铁电极化.令人惊讶的是,铁电极化对Fe原子的局部磁化敏感,导致大的负磁电相互作用。这种行为在I型多铁性材料中是出乎意料的,因为磁性和铁电性顺序是不同的起源。
2016-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long Range orders in multiferroics
提出了在多铁性材料中,除了电极化的强度和磁序之外,还存在第三种长程序。这种长程序降低了电子的波函数的空间部分的对称性。这样就可以避免自旋流模型中的抵消现象。结果,电极化的强度的期望值将大一个数量级。我们导出了一种新电极化的强度形式\vec{P} - \vec{Q} \times(\vec{s_i} \times \vec{s_{j+1}}),其中\vec{Q}是这种长程序的波矢
2010-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size dependent electric voltage-controlled magnetic anisotropy in multiferroic heterostructures: Interface-charge and strain co-mediated magnetoelectric coupling
提出了一种唯象方法来研究铁磁/铁电异质结构中电压控制的磁各向异性。FM层是金属Fe(001)、Ni(001)、Co(0001)或半金属(La,Sr)MnO 3膜。两种磁电机制,即,界面电荷和应变介导的耦合。我们表明,界面电荷介导的耦合是主要的机制时,FM膜厚度低于一定的过渡厚度dtr的磁电耦合,而应变介导的耦合占主导地位的dtr以上。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic origin of Magnetic Ferroelectrics in Nonlinear Multiferroics
一个简单的,但一般的微观机制来理解之间的相互作用的电和磁的自由度的发展。在该机制内,磁结构产生电流,其从自旋轨道耦合感应出平衡电流。当磁结构用单序参量描述时,电极化的强度由单自旋轨道耦合参量决定,预测材料为半绝缘体。这种机制提供了一个简单的估计值的铁电性,并设置一个物理限制。
2007-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field effects on magnetotransport properties of multiferroic Py/YMnO3/Pt heterostructures
本文报道了夹在金属电极(Pt)和软铁磁层(Py)之间的反铁磁和铁电六方晶系YMnO 3外延薄膜之间的交换偏置。进行各向异性磁阻测量以监测交换偏置场的存在。当异质结被电场偏置时,交换偏置场被抑制。我们讨论了所观察到的效应对电场的振幅和极性的依赖性。特别注意的是,在铁电层的电流泄漏的作用。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of (ferro)electricity and magnetism through Coulomb blockade in Composite Multiferroics
复合多铁性材料是指具有铁电性、磁性和强电子关联相互作用的材料。典型的例子-磁性纳米颗粒嵌入铁电基体中。铁电和铁磁自由度的耦合是由于铁电基体对交换耦合常数的影响,通过屏蔽晶粒内和晶粒间的库仑相互作用。冷却典型的磁性材料,有序状态出现在比无序状态更低的温度下。我们表明,在复合多铁性有序磁相可能会出现在更高的温度比磁无序相。在非磁性材料中,这种行为被称为逆相变。
2015-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall 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
Robust charge and magnetic order under electric field and current in the multiferroic LuFe(2)O(4)
我们对电荷和磁有序多铁性材料LuFe(2)O(4)进行了弹性中子散射测量。在低温(~100 K)下施加的沿[001]方向的强度高达20 kV/cm的外部电场不影响电荷或磁结构。在较高的温度下(~360 K),在转变为三维电荷有序态之前,样品的电阻率较低,而施加电流。当样品在恒定电流下冷却时,电荷和磁峰强度降低。然而,在使用其自身的电阻-温度曲线校准真实样品温度之后,我们表明实际样品温度高于温度计读数,并且“强度降低”完全是由于施加电流的内部样品加热。我们的研究结果表明,LuFe(2)O(4)中的电荷和磁序不受外部电场/电流的影响,以前观察到的电场/电流效应可以自然地解释为内部样品加热。
2010-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic-Field-Induced Change of Magneto-Electric Coupling in the in Molecular Multiferroic (ND4)2[FeCl5(D2O)]
我们的结果描述了磁致电极化的强度从自旋电流到自旋相关p-d杂化模型的一个前所未有的变化。本文用单晶中子衍射法研究了(ND_4)_2[FeCl_5D_2 O]化合物在外加磁场作用下的磁结构演化。自旋排列从非公度摆线到公度畸变摆线再到准共线。磁结构的确定使我们能够解释在不同的铁电相观察到的电极化的强度。两种不同的磁电耦合机制在起作用:对于低于5 T的外部磁场的自旋电流机制,以及对于高于该值的磁场的自旋依赖性p-d杂化机制,该化合物是报道的呈现该序列的磁电耦合机制的第一个实例。
2016-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el