Electric susceptibility of antiferromagnetic multiferroics with cycloidal spin order at magnetoelectric effect associated with collinear component of spins
本文研究了自旋共线分量引起的磁电效应对Landau-Lifshitz-Gilbert方程的贡献，推导了摆线自旋序反铁磁体的自旋波色散关系，并解析求解了其电极化率与介电常数。
2025-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Long-Range Spin-Orbit-Coupled Magnetoelectricity in Type-II Multiferroic NiI$_2$
本文通过广义自旋电流模型、第一性原理计算和紧束缚方法，揭示了NiI₂中长程磁电耦合源于第三近邻自旋-轨道耦合及强eg-p跳跃，并预测了Bloch型斯格明子晶格，为设计强磁电多铁材料提供指导。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Tri-layer superlattices: A route to magnetoelectric multiferroics?
我们探索计算形成的三层超晶格作为一种替代方法相结合的铁电性与磁性，形成磁电多铁性。我们发现三层结构对超晶格极化的贡献与传统铁电体中的典型极化相比很小，并且可切换的铁电组分可以忽略不计。相比之下，我们表明，外延应变和“负压”可以产生大的，可切换的极化是兼容的磁性共存，即使在材料中没有活跃的铁电离子。
2007-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Interface induced giant magnetoelectric coupling in multiferroic superlattices
采用第一性原理计算研究了（BaTiO $_3$）$_n$ /（CaMnO $_3$）$_n$短周期超晶格的电磁性质. CaMnO $_3$层中的局部电极化的强度是显著的，与BaTiO $_3$层中的局部电极化相当。值得注意的是，电极化的强度几乎增加了一倍，当自旋配置从反铁磁到铁磁的超晶格中的变化，表明巨磁电耦合。这种磁电耦合的增强是由于在界面处的CaMnO $_3$层中的反铁畸变模式的抑制。
2011-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Designing Asymmetric Multiferroics with Strong Magnetoelectric Coupling
多铁性为电场控制磁性提供了令人兴奋的机会。不幸的是，单相多铁性适合在室温下这样的应用还没有被发现。在此，我们提出了一种新型的多铁性材料的概念，即“非对称多铁性”。在非对称多铁性材料中，两个局部稳定的铁电态是不对称等价的，导致这两个铁电态之间的磁性不同。此外，我们从第一性原理预测，具有LiNbO 3型结构的Fe-Cr-Mo超晶格是这样一个不对称的多铁性。强亚铁磁性，高铁电极化，和显着的磁性转变温度对极化的依赖性，使这种不对称的多铁性在室温下实现磁场控制的理想候选人。我们的研究表明，非对称多铁性可能为磁的电压控制提供一个新的舞台，并在自旋电子学和量子计算中找到它的应用。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous Magnetoelectric Effect on Defect in Multiferroic Material: Symmetry Prediction
研究了多铁性材料晶格缺陷处磁化强度分布不均匀性（0度畴壁）的非均匀磁电效应。使用基于磁对称性的预测其体积中的电极化分布。结果发现，具有任何对称性的磁化分布不均匀性产生电极化。在微磁结构手性的范围内对结果进行了系统化。结果表明，所有具有非时不变手征的0度畴壁具有相同类型的磁化强度和极化强度的空间分布。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of multiferroic Pb(Zr0.57Ti0.43)O3-Pb(Fe2/3W1/3)O3 solid-solution thin films and their magnetoelectric effects
本文报道了用脉冲激光沉积法外延生长单相[Pb（Zr 0.57 Ti 0.43）O3]0.8[Pb（Fe 2/3 W 1/3）O3]0.2（PZT-PFW）固溶体薄膜。X射线衍射测试表明薄膜具有四方晶系结构。该薄膜在室温下表现出铁电性和弱铁磁响应。磁电效应进行了研究，非线性磁电系数进行了测量，发现是可比的多铁性六方锰氧化物，但至少两个数量级小于多晶PZT-PFW薄膜。
2010-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Robust magnetoelectric coupling in altermagnetic-ferroelectric type-III multiferroics
该研究提出一类由晶体对称性内锁铁电性与交变磁性的新型第III类多铁材料，通过第一性原理计算和磁光克尔效应证明铁电翻转可完全反转自旋极化，实现鲁棒磁电耦合，为下一代自旋电子器件设计提供理论依据。
2024-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrically switchable Rashba-type Dzyaloshinskii-Moriya interaction and skyrmion in two-dimensional magnetoelectric multiferroics
由于拓扑磁性在信息存储和逻辑技术中的应用前景，实现拓扑磁性及其电控制是自旋电子学的热点课题。在这里，我们揭示了这两个可以实现在二维（2D）磁电多铁性。利用第一性原理计算，我们证明了在具有垂直电极化的强度的二维多铁性材料中，通过Rashba效应可以诱导出强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction），这是形成奇异手征磁性的关键因素.我们验证了这种显着的双折射可以促进亚10 nm skyrmion在二维多铁性与垂直磁各向异性，如CrN单层。此外，在二维多铁性材料中，磁化和电极化的强度的存在为我们提供了独特的机会，有效地电控制的强度和手性的双金属，从而拓扑磁性。作为例子，我们介绍了四种具有不同手征性和极性的多铁性Skyrmions，它们可以被外场操纵。
2020-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry analysis of magnetoelectric effects in perovskite-based multiferroics
在这篇文章中，我们进行了对称性分析的钙钛矿基多铁性：铋铁酸盐（BiFeO 3），正铬酸盐（RCrO 3），和Ruddlesden-Popper钙钛矿（Ca 3 Mn 2 O 7-like），作为三角形，菱形和四角晶系的多铁性的典型代表，并探讨晶体畸变对磁电性能的影响。我们确定的主要序参量为每个所考虑的结构，并获得其不变的组合符合特定的对称性。这种方法使我们能够分析在BixR 1-xFeO 3化合物的结构相变期间观察到的磁电效应的特征，并表明稀土亚晶格对新结构的对称性所允许的线性磁电效应产生了影响。它示出的磁电性能的正铬铁矿是由于附近的Cr 3+离子由于与旋转和变形的CrO 6八面体的扭曲所产生的磁和电偶极矩之间的耦合。对于第一次，这样的对称性的考虑实施在Ruddlesden-Popper结构的分析，这表明了实现磁电效应的可能性，在Ruddlesden-Popper阶段包含磁活性阳离子，并允许估计其优化所需的条件。
2022-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic and magnetoelectric nature of GaFeO3, AlFeO3 and related oxides
GaFeO_3、AlFeO_3及相关氧化物具有亚铁磁性，表现出磁介电效应。迄今为止，还没有证据表明这些氧化物具有铁电性和多铁性。我们已经研究了这些氧化物以及氧化物的组成Al 1-x-yGaxFe 1 + yO 3（x = 0.2，y = 0.2）可能的铁电性进行热释电测量。这些测量建立了在这些氧化物中在低于Nèel温度的低温下发生铁电性。它们还表现出显著的磁电效应。我们试图通过进行第一性原理计算来理解基于非中心对称磁有序和无序的铁电性的起源。
2012-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric Phase Diagrams of Multiferroic GdMn2O5
研究了多铁性GdMn_2 O_5在外加磁场中的电磁性质，绘制了该材料的磁电相。由于强磁电耦合，介电常数对GdMn 2 O 5中的相界高度敏感，这允许构建场-温度相图。观察到几个相变是强烈的场依赖于相对于场的方向和强度。沿着晶体学a轴的磁场的相图很好地对应于由Gd磁矩的90度旋转引起的极化步骤。我们的结果支持两个铁电亚晶格，Mn-Mn和Gd-Mn与强R-Mn（4f-3d）相互作用的极化在RMn 2 O 5的模型。
2017-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Giant electroresistance and tunable magnetoelectricity in a multiferroic junction
第一性原理密度泛函计算表明，具有非对称界面的$\textrm{SrRuO}_{3}/\textrm{PbTiO}_{3}/\textrm{SrRuO}_{3}$多铁性结（RuO $_{2}$ /PbO和TiO $_{2}$ /SrO）具有较大的铁电去极化场，其开关改变了隧穿电子的界面传输几率，导致电阻调制超过几个数量级.开关进一步影响界面自旋密度，自然地驱动磁阻以及调制的自旋相关面内电阻率，这可以在场效应器件中利用。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity and magnetoelectric coupling in α-CaCr2O4
通过热释电测量证实了α-CaCr_2 O_4的无公度螺旋磁相（低于TN，43 K）的铁电性。在TN以下存在磁电和磁介电耦合，且与磁场的平方成正比。从对称性分析，我们认为，外部电场的存在不稳定的对称2221'相和稳定的21'对称性。这提供了一个独特的系统，其中偏振变化的顺序参数振幅的第四度，并表现出一个消失的小值低于一阶过渡在TN，如实验所观察到的。
2011-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Semiconducting Layered Multiferroic Heterojunctions via Asymmetrical Magnetoelectric Coupling
二维（2D）半导体多铁性材料能够有效地耦合磁性和极化（P）有序，在纳米尺度的基础研究和技术应用中具有重要意义，但在自然界中却很少见。在这项研究中，我们提出了一个通用的机制，通过VDW异质结工程实现半导体二维多铁性，如在一个典型的异质结构组成的磁性双层CrI 3（双CrI 3）和铁电单层In 2Se 3。有趣的是，Se 4p和Cr 3d轨道之间的新型间接轨道耦合，由界面I 5 p轨道介导，在相反的P配置中是可切换的，从而导致意想不到的强非对称磁电耦合机制。因此，随着In_2Se_3引起的铁电势垒的显著增加，在相反的P组态中实现相反的磁序最终导致了Bi-CrI_3/In_2Se_3的新颖的多铁性。最后，我们证明，我们的机制一般可以应用到设计其他VDW多铁性，即使层厚度可调。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the magnetoelectric coupling effect in Pb(Zr0.2Ti0.8)O3/La0.8Sr0.2MnO3 multiferroic heterostructures
用近边X射线吸收谱研究了Pb（Zr0.2Ti0.8）O3/La0.8Sr0.2MnO3多铁性异质结构中Mn的电子价态与铁电极化的关系。我们观察到的Mn的吸收边与温度无关的位移与载流子调制引起的La0.8Sr0.2MnO3的化合价的变化，证明了磁电效应的电子起源。光谱，磁性和电学特性表明，大的磁电响应源于修改后的界面自旋配置，打开一个新的途径，在复杂的氧化物材料的电子自旋控制。
2010-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric training of multiferroic domains in Mn$_2$GeO$_4$
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Loughborough University（拉夫堡大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；University of Tokyo（东京大学）；Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）
研究通过磁电训练实现Mn$_2$GeO$_4$中多铁域的可靠交叉耦合。
2026-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectricity in Multiferroics: a Theoretical Perspective
多铁性材料的关键物理性质是磁性和极化之间的耦合，即磁电性。磁电的起源和表现在现有的多铁性系统中可能非常不同，在现象背后隐藏着多种可能的机制。在这篇综述中，我们从理论的角度描述了引起磁电的基本物理。本文主要介绍单相多铁性材料和磁电异质结构的主流物理机制。最新的趋势解决可能的新磁电机制也将简要概述。
2019-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelectric interactions in polycrystalline multiferroic antiferromagnets CuFe(1-x)RhxO2 (x=0.00 and x=0.05)
研究了多晶反铁磁体CuFe_（0.95）Rh_（0.05）O_2和CuFeO_2中的磁电耦合。对于这两个样品，电极化的强度观察到的情况下，施加的外部磁场表明，多铁性研究陶瓷是值得研究的。所观察到的磁介电效应CuFe0.95Rh0.05O2在电极相支持存在的非共线反铁磁状态。有趣的是，该样品的电极化的强度可以被磁场抑制。的磁介电效应的相对大小的温度依赖性显示出不连续性，清楚地表明在极性和顺电反铁磁状态的磁介电耦合的不同机制。
2009-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of new multiferroic and magnetoelectric material Fe3Se4
目前，具有磁电耦合的多铁性材料在新型存储器件领域有着广泛的应用。在室温下制备具有强耦合铁电和亚铁磁有序结构的多铁性材料具有挑战性。硒化铁（Fe_3Se_4）单晶在室温下表现出铁电有序和磁有序共存的II型多铁性。我们研究了铁电金属Fe_3Se_4的晶格不稳定性、电子结构、铁电、亚铁磁有序和输运性质。态密度显示出在费米能级附近Fe-3d和Se-4p态的相当大的杂化，证实了其金属行为。Fe阳离子的磁矩遵循II型亚铁磁和铁电有序，计算出的总磁矩为4.25每晶胞（Fe 6 Se 8）。Fe-Se的强共价键性质导致其铁电性质。此外，对称性分析表明，3d-t2 g轨道有序的Fe亚晶格的倾斜是由于Jahn-Teller（JT）畸变引起的。这项研究为利用多铁性材料发展自旋电子学相关技术提供了进一步的见解。
2018-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the giant linear magnetoelectric effect in perovskite-like multiferroic BiFeO$_3$
本文研究了菱方多铁性BiFeO $_3$中线性磁电效应的机制。这项研究是基于对称性的方法的Ginzburg-Landau型，其中极化，反铁磁畸变，反铁磁动量矢量被视为有序参数。我们证明了BFO中的线性ME效应是由反铁磁畸变矢量在电场或磁场中的重取向引起的。的数值估计，这表明定量协议与最近的测量结果在薄膜样品，已进行。研究了外加静态电场显著增强磁电效应的可能性。所考虑的方法是有前途的解释高价值的ME效应的复合膜和异质结构与BFO。
2015-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Magnetoelectric and Magnetoelastic Properties of new multiferroic material NdFe3(BO3)4
在4.2-50 K温度范围内，在高达230 kOe的强脉冲磁场中，对钕铁硼硼酸盐NdFe_3（BO_3）_4沿不同晶向的磁性、磁电性和磁弹性进行了复杂的实验和理论研究。已经发现，钕铁硼酸盐以及钆铁硼酸盐是多铁性的。它具有大得多的电极化的强度（大于3 × 10^（-4）C/m^2），由磁场和巨二次磁电效应控制。稀土和铁子系统（~50 kOe）之间的交换场已确定的第一次从实验数据。基于晶体中Nd离子的磁对称性和量子特性的理论分析解释了强磁场中硼酸钕铁的磁电和磁弹性质的异常行为以及它们之间的相关性。
2006-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic Properties of Electrospun CFO-BCTSn Nanocomposites for Magnetoelectric and Magnetic Field Sensing Applications
Jozef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；University of Picardie Jules Verne（皮卡第朱尔斯·凡尔纳大学）；Cadi-Ayyad University, Faculty of Sciences and Technology（卡迪·阿亚德大学科学与技术学院）；University Mohammed VI Polytechnic (UM6P)（穆罕默德六世理工大学）；Aix-Marseille University - CNRS（艾克斯-马赛大学-法国国家科学研究中心）；Institute of Physics AS CR（捷克科学院物理研究所）
本研究通过溶胶-凝胶电纺法合成了具有多铁性的CFO-BCTSn复合纳米纤维，通过电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和高分辨率透射电镜确认了其结构，展示了磁电耦合和压电性能，为纳米尺度磁电设备和磁场传感应用提供了新的材料基础。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Giant direct magnetoelectric effect in strained multiferroic heterostructures
采用基于第一性原理的计算方法，研究了铁电薄膜中铁磁衬底诱导的晶格应变引起的直接磁电效应。为此，计算了Pb（Zr0.52Ti0.48）O3薄膜在不同退极化场下的铁电极化应变灵敏度和薄膜介电常数随面内双轴应变的变化关系.据发现，ME电压系数与此应变的非单调变化，并可能达到巨大的值超过100 Vcm-1 Oe-1的应变范围内，可以通过控制的电边界条件。
2012-03-27 cond-mat.mtrl-sci
On the magnetoelastic and magnetoelectric couplings across the antiferromagnetic transition in multiferroic BiFeO3
明确的异常晶格热膨胀（偏离线性变化）和弹性性能（软化的声速）在反铁磁顺磁过渡观察到在原型多铁性BiFeO 3使用皮秒声泵探测和高温X射线衍射实验相结合。类似的异常也证明了使用第一性原理计算支持我们的实验结果。这些计算加上我们发展的一个简单的Landau类模型，使我们能够理解T_N处的弹性软化和晶格变化，这是磁致伸缩与电致伸缩和磁电耦合相结合的结果，当达到临界T_N温度时，这些耦合使高温参考相的弹性常数重新归一化。
2018-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in multiferroic metals via a direct spin-charge interaction
Key Lab of advanced optoelectronic quantum architecture and measurement (MOE), and School of Interdisciplinary Science, Beijing Institute of Technology（北京理工大学光电量子架构与测量教育部重点实验室，交叉科学研究院）
提出基于单层磁体的堆叠工程策略构建多铁金属，通过第一性原理计算验证，发现其线性磁电响应源于外部场调制费米能导致的直接自旋-电荷相互作用，并推导出通用公式。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature giant magnetotranstance effect in single-phase multiferroics
单相多铁性材料通常被认为是无用的，因为弱的磁电效应，低的工作温度，和小的电极化的强度由磁序诱导。因此，目前对磁电效应应用的研究主要集中在多铁性异质结构和复合材料上。本文报道了单相多铁性材料在外加磁场作用下的室温巨效应。在1000 Oe的低磁场作用下，自旋驱动六角铁氧体BaSrCo2Fe11AlO22和Ba0.9Sr1.1Co2Fe11AlO22的线性磁电系数发生了几个数量级的变化，在室温下产生了巨磁致跃迁（GMT）效应. GMT效应与磁性多层膜中的巨磁电阻（GMR）效应相当，从而为单相多铁性材料的实际应用打开了一扇大门。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
New iron-based multiferroics with improper ferroelectricity
在这篇关于磁电材料及其应用的特刊中，我们着重介绍了作者近年来在理论上预测和/或实验上发现的一些单相多铁性材料。在这些材料中，铁是常见的核心元素。然而，这些材料在概念上不同于大多数研究的BiFeO $_3$，因为它们的铁电性是不合适的。我们综述的材料并不是简单地重复一种磁电机制，而是涵盖了反常铁电性的多个分支，包括磁驱动铁电体、几何铁电体以及电荷有序驱动的电子铁电体。从这个意义上说，这些铁基反常铁电体可以成为探索多铁性和磁电性综合物理学的一个有趣的游乐场。此外，铁的$3d$轨道的独特性质使其某些磁电性质与广泛研究的Mn基反常多铁性相比非常突出。此外，这些材料建立了多铁性材料与其他功能材料领域的交叉，扩大了多铁性材料的应用范围。
2018-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Surface and bulk TM polaritons in a linear magnetoelectric multiferroic with canted spins
本文提出了一种自旋倾斜的铁电-反铁磁材料表面极化激元的理论。倾斜被认为是由于一个Dzyaloshinkii-Moriya相互作用的电极化和弱铁磁性的平面平行于表面。半无限薄膜的表面和体模计算的情况下，横向磁极化。使用适当的BaMnF 4的参数的示例结果。我们发现，磁电相互作用引起的“泄漏”的表面模式，即伪表面波存在于通带中，并耗散到大量的材料的能量。我们表明，这些psuedosurface模式的频率和属性可以修改的温度，并施加外部电场或磁场。
2010-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the magnetoelectric coupling on the electric field induced magnetization reversal in a composite non-strained multiferroic chain
我们从理论上研究了由多铁性耦合到铁链上的BaTiO_3组成的复合一维系统的多铁性动力学。该方法将磁化强度和极化作为热力学量，通过Landau-Lifshits- Gilbert和Ginzburg-Landau动力学的组合来描述，通过总自由能量密度中的附加项来耦合。这个术语源于界面处的多铁性相互作用。对于广泛的这种耦合的强度，我们预测的可能性，获得一个发达的磁滞系统的铁磁部分由外部电场引起的。反转模式的电场频率的依赖关系也进行了研究，我们预测在0.5 - 12 [GHz]的范围内的频率的磁化反转相当稳定。
2012-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet
对外场物理性质的控制是当代技术的基本要求。可以通过场效应晶体管中的栅极电场来控制电导，场效应晶体管是集成电路的主要部件。由电场引起的光学现象如电致发光和电致变色对于显示器和其它技术是有用的。微波传播的控制对于未来的无线通信技术也是必不可少的。固体中的微波性质主要由磁激发控制，而磁激发不容易由电场控制。这个问题的解决方案之一是利用磁感应铁电体（多铁性）。在这里，我们表明，微波非互易性，这是相反传播的微波之间的差异，可以逆转的外电场在多铁性helimagnet Ba $_2$ Mg $_2$ Fe $_{12}$ O $_{22}$。这一结果为微波特性的电控制提供了新的途径。
2016-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Giant Magnetoelectric Effect in a Multiferroic Material with a High Ferroelectric Transition Temperature
我们提出了一个独特的例子，巨磁电效应在传统的多铁性HoMnO 3，其中极化是非常大的（~56 mC/m2）和铁电转变温度是高于磁有序温度的顺序。我们将巨磁电效应的独特性归因于具有大磁矩的稀土离子完全由偏心位移引起的铁电性。这一发现为设计具有大极化、高铁电转变温度和大磁电效应的多铁性材料提供了一条新的途径。
2008-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Piezomagnetism-driven magnetoelectric coupling in altermagnetic multiferroic K3Cr2F7
Southeast University（东南大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海智源研究院）；Northwestern University（西北大学）
针对反铁磁体实空间磁性调控较少的问题，提出n=2 Ruddlesden-Popper卤化物多铁性设计规则，发现K3Cr2F7中压磁驱动的磁电耦合效应，为强磁电耦合实现和反铁磁材料功能拓展提供新思路。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of magnetic anisotropy in a Fe$_{81}$Ga$_{19}$/PMN-PZT magnetoelectric multiferroic composite
磁电复合材料是一类重要的多铁性材料，它为直接集成在数据存储技术和自旋电子学中的新一代多功能器件铺平了道路。本研究的重点是应变介导的电操纵磁化在一个外部的多铁性。该复合物包括与压电（011）-PMN-PZT耦合的5 nm或60 nm Fe $_{81}$ Ga $_{19}$薄膜。在室温下，磁化反转研究显示出相反的磁电系数$α_\mathrm{CME,max} \approx 2.7 \times {10^{-6}}$ s.m $^{-1}$.与以前报道的单相多铁性材料和复合材料相比，该报道的$α_\mathrm{CME}$值是迄今为止最高的。还首次显示了由FeGa的固有磁各向异性引起的$α_\mathrm{CME}$的角度依赖性。高效率的磁电复合材料FeGa/PMN-PZT表现出了面内磁各向异性的急剧变化，在电场E = 10.8 kV.cm $^{-1}$下，较薄的薄膜中的择优各向异性轴的旋转几乎为90 $^{\circ}$。此外，双层的磁性的热应变的影响相比，在低温下的参考双层FeGa/玻璃。观察到不同的演变作为温度的函数，揭示了基板的热机械的影响，这还没有被报道在FeGa薄膜耦合到压电材料。
2019-09-26 cond-mat.mtrl-sci
PbTi1-xPdxO3: A New Room-temperature Magnetoelectric Multiferroic Device Material
在过去的几年里，有大量的关于铋铁氧体（BiFeO 3）的论文，试图开发其室温磁电多铁性。虽然这些都是有吸引力的，BiFeO 3是不是理想的多铁性，由于弱磁化和限制漏电流的困难。因此，人们正在寻找替代品，包括镓铁氧体（GaFeO 3）等材料。在目前的工作中，我们报告了一个全面的研究钙钛矿PbTi 1-xPdx O3（0 < x < 0.3）。我们的研究包括介电，阻抗和磁化测量，电导率分析和研究的结晶相存在于样品中，特别注意到次要相，确定为PdO，PbPdO 2，和Pd 3 Pb。这项工作在两个方面是显着的：Pd很难取代ABO 3钙钛矿氧化物（在那里它可能是有用的催化），Pd是磁性的，只有在不寻常的条件下（在应变或内部电场）。该新材料作为PZT的衍生物，有望具有比BiFeO 3更强的压电性能。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth and magnetoelectric relaxor behavior in multiferroic 0.8Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-0.2Pb(Mg1/2W1/2)O3 thin films
研究了用脉冲激光沉积法在（001）SrTiO 3衬底上外延生长的0.8Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3 -0.2Pb（Mg_（1/2）W_（1/2））O_3薄膜的电磁性能。在710 oC和0.2 mbar左右的窄沉积窗口已被确定为实现外延单相薄膜。观察到一个典型的Vogel-Fulcher弛豫型介电和磁化率色散，表明这些薄膜中的磁电弛豫行为类似于散装。我们确定了一个磁簇的冻结温度为36 K，同时观察弱铁磁性通过磁滞回线高达300 K。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetoelectric coupling in two-dimensional hybrid multiferroic heterostructures
本文通过第一性原理计算预测CrCl3/CuCrP2S6范德华异质结具有增强且堆叠稳健的混合型多铁磁电耦合，并揭示其源于界面自旋局域场与邻近极化效应的协同作用。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Order-disorder type critical behaviour at the magnetoelectric phase transition in multiferroic DyMnO$_3$
我们提出了详细的介电研究的结果在DyMnO $_3$多铁性锰氧化物的弛豫动力学。在顺电-铁电相变附近观察到较强的低频弛豫过程。高频模与多铁性畴壁的弛豫运动直接相关。我们提供了一个实验证据表明，这种弛豫模式对应于DyMnO $_3$的自旋摆线的手性切换。我们表明，在DyMnO $_3$的弛豫动力学是典型的有序-无序相变，可以理解在一个简单的模型与双势阱。DyMnO $_3$遵循有序-无序转变方案，暗示Mn自旋的短程摆线有序存在于$T_C$之上。这些结果表明，锰氧化物顺电正弦相位的解释作为一个动态平衡的磁性旋轮线与相反的手征。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Design and theory of switchable linear magnetoelectricity by ferroelectricity in Type-I multiferroics
Southeast University（东南大学）；Kyoto University（京都大学）；Fudan University（复旦大学）；Northwestern University（西北大学）
本研究提出在I型多铁材料中通过自旋空间对称性实现非易失性磁电耦合的通用方案，揭示了两种互斥的磁电耦合机制，并为实验提供了热力学稳定的化合物。
2025-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature paramagnetoelectric effect in magnetoelectric multiferroics Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 and its solid solution with PbTiO3
我们观察了由多铁性Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3（PFN）和PFN基固溶体0.91PFN-0.09PbTiO_3（PFN-PT）制成的高阻陶瓷在室温及以上的磁电响应。在铁电-顺电相变温度T_C附近，顺磁电（PME）系数有一个明显的极大值，当T>T_C时，PME系数急剧下降到零。PFN中的最大PME系数约为4 × 10 ~（-18）s/A。的PME效应的理论描述，在朗道理论的相变的框架内，允许现实的温度依赖性的自发极化，介电和磁磁化率，定性地再现以及PME系数的温度依赖性。特别地，朗道理论预测在低温和接近顺电-铁电相变温度时PME效应显著增加，因为PME系数等于自发极化、介电常数、磁化率的平方和量化双二次磁电耦合强度的系数的乘积
2015-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Direct Evidence for Multiferroic Magnetoelectric Coupling in 0.9BiFeO3-0.1BaTiO3
磁性，介电和量热的研究表明，0.9BiFeO3-0.1BaTiO3强磁电耦合。XRD研究揭示了一个非常显着的变化，在菱面体的扭曲角和一个显着的移动，在磁性Tc的原子位置，由于同构相变。使用Rietveld细化的原子位置计算的极化与磁化成线性比例。我们的研究结果提供了第一个明确的证据磁电耦合的内在多铁性起源的BiFeO 3为基础的系统。
2008-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoelastic-magnetoelectric phase transitions in multiferroic BiFeO3
我们测量的多铁性BiFeO 3的介电常数和机械响应表明四个相变低于室温。特征与在50 K（来自零场冷却磁化率的峰值）和230 K（来自场冷却和零场冷却磁性数据之间的分裂[1]）以及200 K（来自磁振子光散射截面[2]）报告的特征相关。主要的序参量不是任何低T跃迁中的极化。相反，在230 K附近的转变显示出强的弹性耦合，而在50 K的转变基本上是磁性的，但磁致伸缩耦合到晶格。低T相变显示玻璃态行为。在介电和力学研究中，在140 K时被解释为自旋重取向的另一个异常[2，3]仅显示出微弱的变化，表明它主要是磁性的，与任何其他序参量几乎没有耦合。
2008-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Realizing Magnetoelectric Coupling with Hydroxide as a Knob
磁性和铁电有序共存的材料（即，多铁性）提供了通过电场控制磁性的有效途径。不幸的是，一个长期寻求的室温多铁性强耦合铁电和铁磁（或亚铁磁）有序仍然缺乏。在这里，我们提出了在反铁磁过渡金属氧化物中嵌入氢是实现强磁电耦合多铁性的一种很有前途的方法。结果表明，氢插层SrCoO_（2.5）具有强亚铁磁性和大的电极化的强度，其中氢氧化物作为一个新的旋钮，在室温下同时控制了SrCoO_（2.5）的磁化和极化。我们期望离子嵌入将成为设计磁电和自旋电子功能材料的一种普遍方法。
2018-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ba and Zr co-substitution on dielectric and magnetoelectric properties of BiFeO3 multiferroics
研究了Ba和Zr共掺杂对BiFeO 3多铁性材料的结构、介电、磁性和磁电性能的影响。采用自燃烧法合成了Bi_（1-x）Fe_（1-y）ZryO_3多晶纳米陶瓷样品。X射线衍射数据的Rietveld精修结果表明，随着x和y的增加，晶胞体积收缩。场发射扫描电子显微照片显示密集的晶粒，没有任何空隙或缺陷，具有明确的晶界，并且晶粒尺寸随着x和y的增加而减小。介电测量的结果显示异常，其被放大，并且观察到的介电异常的温度随着成分的增加而降低。从反铁磁性到弱铁磁性的交叉已被观察到在x = y = 0.1与增强的磁化强度相比，纯BiFeO 3。用PE环测量了样品的铁电性能。磁介电谱和磁阻抗谱揭示了室温下存在的本征磁电耦合。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in antiferromagnetic multiferroic Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 and its solid solutions with PbTiO3
反铁磁体（AFM）目前被认为是应用于自旋电子学和随机存取存储器的有前景的材料，这是由于以AFM状态存储的信息对扰动磁场的鲁棒性（P. Wadley等人，Science 351，587（2016））。在这方面，AFM多铁性可能是传统AFM的有吸引力的替代品，因为磁性与铁电性的耦合（磁电效应）提供了电场控制和AFM畴切换的优雅可能性。本文报道了Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3（PFN）和（1- x）Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3xPbTiO_3（PFNxPT）单晶和高阻陶瓷中二次磁电（ME）效应的实验和理论研究结果。我们感兴趣的主要是在温度范围内的多铁性相，T < 150 K，ME耦合系数是非常大的（相比，众所周知的多铁性BiFeO 3），并显示在顺磁反铁磁相变的符号反转。此外，我们观察到强烈的ME响应的非线性在AFM阶段的磁场只有几千欧。为了描述PFN和PFN-xPT中ME效应的上述不寻常特征的温度和磁场依赖性，我们使用简单的唯象Landau方法，该方法解释了实验数据。我们的ME测量表明，只有20-25 kV/cm的电场是能够切换AFM域，并将它们与铁电的，即使在PFN陶瓷样品。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Proximate transition temperatures amplify linear magnetoelectric coupling in strain-disordered multiferroic BiMnO3
我们报告了一个巨大的线性磁电耦合应变BiMnO 3薄膜中的无序与岛状形态引起的外在弛豫铁电性，是不存在于散装中心对称的铁磁晶体BiMnO 3。与无序相关联的应变被视为耦合到两个铁性序参量的局部变量，磁化强度M和极化P。一个简单的“活塞下的气体”热力学处理解释了所观察到的相关的温度依赖性的产品的磁化率和磁电系数连同增强的耦合的铁性转变温度接近弛豫冻结温度我们的解释是基于一个三线性耦合项的形式L（PXM）的自由能，其中L是一个隐藏的反铁磁序参量，先前假设的BiMnO 3的理论。这个唯象不变量不仅保留了应变诱导相互作用的反演和时间反演对称性，而且还解释了明显的线性磁电耦合，而无需使用更传统的与（PM）^[2]成比例的高阶双二次相互作用。
2015-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Recent progress in first-principles studies of magnetoelectric multiferroics
在过去的几年里，结合磁性和铁电性能的材料产生了越来越多的兴趣，这是由于它们的不同性能和它们在新型磁电器件应用中的潜在效用。本文综述了基于密度泛函理论的计算第一性原理方法在这类磁电多铁性材料研究中的最新进展。特别是，我们展示了如何第一性原理方法已成功地用于解释多铁性材料的各种属性，并预测新的效果和新的系统，表现出多铁性。
2005-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional multiferroic NbPc COF with strong magnetoelectric coupling and room-temperature ferroelectricity
本研究通过密度泛函理论和蒙特卡洛模拟预测NbPc COF单层为I型多铁性材料，具有室温以上铁电转变和源于磁电同源的强磁电耦合，为有机纳米多铁器件设计提供新途径。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Novel Multiferroic Nanocomposite with High Pressure-Modulated Magnetoelectric Coupling
在这项工作中，我们设计了一个新的多铁性纳米复合材料使用高压扭转（HPT）方法。对初始粉末和“多铁-铁磁”纳米复合材料的晶体结构、相组成、形貌、铁磁和铁电性能进行了全面的研究。初始粉末和它们的复合材料分别显示了FE和FM组分的钙钛矿和尖晶石晶相。HPT后，初始粉末的粒度显著减小。结果表明，该新型纳米复合材料由交换相互作用的FE和FM相组成，并在室温下的低场下表现出改善的磁和电性能。新复合材料的剩余极化随外加高压的增大而增大。所获得的结果使人们有可能考虑作为一种新的功能材料，其使用的电子设备，用于监测超高压和高速计算的低开关能量的纳米系统的集成电路中的新型纳米复合材料。HPT方法是一种很有前途的获得新的异相多铁性纳米体系的方法。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneously Magnetic- and Electric-dipole Active Spin Excitations Govern the Static Magnetoelectric Effect in Multiferroic Materials
我们推导出一个求和规则，证明静态磁电（ME）效应是由光学跃迁，同时激发通过光的电和磁分量。通过对磁点群的系统分析，我们证明了ME求和规则适用于包括ME多铁性化合物在内的各种非中心对称磁体。由于动态ME效应，这些材料中的光学激发可以表现出方向二向色性，即对于反向传播的光束，吸收系数可以不同。根据ME求和规则，材料的线性ME效应的大小主要由其低能光激发的方向二色性决定。应用求和规则的多铁性Ba $_2$ CoGe $_2$ O $_7$，Sr $_2$ CoSi $_2$ O $_7$和Ca $_2$ CoSi $_2$ O $_7$表明，在这些化合物中，静态ME效应主要由GHz-THz光谱范围内的自旋波激发的方向二向色性决定。在此基础上，我们认为，方向二向色性的研究和ME求和规则的应用可以促进具有大静态ME效应的新材料的合成。
2014-01-14 cond-mat.mtrl-sci
First-order multi-k phase transitions and magnetoelectric effects in multiferroic Co3TeO6
本文对Co_3TeO_6的磁相序列进行了理论描述。由对应于不同波矢的耦合序参量引起的向公度多铁性基态的转变的强一阶特征与大的磁弹性效应有关，该磁弹性效应具有对原子间间距极其敏感的交换能。多铁性相的单斜磁对称性C2'允许自发极化和磁化以及线性磁电效应。弱铁磁畴的存在是由二次谐波产生测量实验验证。
2012-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelectric effect and phase transitions in CuO in external magnetic fields
除了是迄今为止唯一已知的二元多铁性化合物之外，CuO具有比任何其它已知材料高得多的进入多铁性状态的转变温度（230 K），在所述其它已知材料中，电极化的强度由自发磁序诱导，通常低于100 K。虽然CuO的磁感应铁电性是牢固建立的，但迄今为止没有观察到磁电效应，因为体磁化和电极化的强度对应物之间的直接串扰。在这里，我们证明了约50 T的高磁场能够抑制在多铁性相的自旋的螺旋调制，并显着地影响电极化的强度。此外，就在213 K下从公度（顺电）到非公度（铁电）结构的自发跃迁之下，即使是适度的磁场也会诱导到非公度结构的跃迁，然后在更高的磁场下抑制它。因此，显着隐藏的磁电功能被发现，建立CuO作为原型多铁性与丰富的竞争性磁相互作用。
2016-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxially Strained BiMnO3 Films: High-Temperature Robust Multiferroic Materials with Novel Magnetoelectric Coupling
铁电和铁磁有序共存的多铁性材料是磁电应用的理想材料。不幸的是，只有很少的铁电-铁磁多铁性（具有低磁临界温度）被发现。在这里，我们进行第一性原理计算的外延应变沿赝立方[001]方向生长的BiMnO 3薄膜的性能的影响进行调查。与具有中心对称C2/c空间群的体相基态不同，拉伸外延应变稳定了具有大极化（P > 80 μC/cm 2）和高居里温度（Tc预计在169 K和395 K之间）的铁磁和铁电Cc态。更重要的是，在多铁性Cc态中存在一种新颖的本征磁电耦合，易磁化轴可由外部电场控制。
2013-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the multiferroic mechanisms of TbMnO3 by epitaxial strain
磁电多铁性领域中的当前挑战是识别允许显示不同磁电响应的状态的受控调谐的系统。在这里，我们表明，原型的多铁性TbMnO 3的多铁性基态的外延应变显着修改。中子衍射结果表明，在高应变薄膜中，磁序从体块状的无公度bc-旋轮结构转变为公度磁序。伴随着磁基态的改变，光学二次谐波产生（SHG）和电学测量表明铁电极化的巨大增加，并且其方向从沿c轴到a轴的变化。我们的研究结果表明，多铁性的急剧变化的结果从开关的自旋电流磁电耦合在体TbMnO 3的对称磁致伸缩外延应变TbMnO 3。实验结果表明，外延应变可以用来控制单相自旋驱动的多铁性态。
2017-03-25 cond-mat.mtrl-sci
