Coupled Spin-Phonon Excitations in Helical Multiferroics
的Dzyaloshiskii-Moriya相互作用和交换伸缩的动态影响的磁电激发在钙钛矿多铁性RMnO 3。交换-收缩导致自旋和横向声子之间的双二次相互作用，引起铁电极化P的量子涨落。这导致在小波矢量处垂直于P和螺旋自旋但在接近磁调制矢量的波矢量处平行于P的低位声子模式。对于自旋1/2 helimagnet，局部极化可以完全逆转的自旋涨落，所以没有现场自旋手征的方向，这使得有限差分散射强度的极化中子从摆线磁铁。
2010-07-14 cond-mat.str-el
Direct observation of topological magnon polarons in a multiferroic material
本研究通过中子谱学在多铁材料Fe2Mo3O8中直接观测到磁振子极化子，发现其由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导的强磁振子-声子耦合形成，且带反转的极化子具有拓扑非平凡性，为拓扑态研究提供新途径。
2023-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Infrared study of lattice dynamics and spin-phonon and electron-phonon interactions in multiferroic TbFe3(BO3)4 and GdFe3(BO3)4
利用远红外反射光谱对钆和铽的同质多铁性硼酸铁的声子、相变、自旋-声子和电子-声子相互作用进行了比较研究。在较宽的温度范围内记录的声子模的行为与从高对称高温R32结构到低对称低温P3121结构的弱一级结构相变（GdFe 3（BO 3）4的Ts = 143，TbFe 3（BO 3）4的Ts = 200 K）一致。一些低频模式的频率，振子强度和阻尼常数的温度依赖性揭示了明显的晶格非谐性。在两种化合物中的声子模式行为在反铁磁有序的温度（TN = 32 K的GdFe 3（BO 3）4和40 K的TbFe 3（BO 3）4）的特殊性证明自旋-声子相互作用。在声子能量范围内，GdFe_3（BO_3）_4没有电子能级，而TbFe_3（BO_3）_4具有多个电子能级。我们观察到一个新的带在TbFe 3（BO 3）4的激发光谱中的发病，由于晶格声子和4f电子晶体场激发Tb 3+之间的共振相互作用。这种相互作用导致CF激发的离域，它们的Davydov分裂，以及耦合的电子-声子模式的形成。
2015-12-11 cond-mat.str-el
Electromagnon and phonon excitations in multiferroic TbMnO3
我们在磁场作用下对TbMnO_3单晶进行了三个晶向的拉曼光谱测量。自旋螺旋平面的翻转产生了一个电磁子激发。除了海森堡耦合引起的电磁子外，我们还探测到了沿c轴的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用产生的电磁子。我们确定了TbMnO_3的所有振动模式。它们的温度依赖性表明，沿极化轴观察到的只有一个声子对铁电相变敏感。这种模式是绑定到Tb 3+离子位移，有助于铁电极化。
2012-07-24 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
Design of a Mott Multiferroic from a Non-Magnetic Polar Metal
我们结合密度泛函和动力学平均场论研究了新发现的“铁电”金属LiOsO $_3$的电子性质。我们发现，该材料是接近莫特转变和电子相关性可以调整工程莫特多铁性态的1/1超晶格的LiOsO $_3$和LiNbO $_3$。通过电子结构计算，预测了（LiOsO $_3$）$_1$ /（LiNbO $_3$）$_1$超晶格是一种I型多铁性材料，其铁电极化率为41.2 $μ$ C cm $^{-2}$，居里温度为927，K，Néel温度为671，K.我们的研究结果支持了一个路线走向高温多铁性，\emph{i.e.}，驱动非磁性\emph{polar metals}相关绝缘磁状态。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity effects in multiferroic compounds
我们利用多铁性化合物自旋动力学的运动方程方法研究了多铁性材料中杂质的影响。我们将杂质模型化为一个两能级系统，重点研究杂质自旋缓慢弛豫的区域。当杂质强度较弱时，主自旋振荡不衰减，电极化的强度不受影响。然而，随着杂质强度的增加，主自旋分量得到阻尼，并抑制了自旋极化。由于多铁性材料的极化是由磁有序驱动的，我们得出结论，杂质的存在对多铁性是有害的。
2009-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-polarization coupling in multiferroic transition-metal oxides
本文对莫特绝缘过渡金属氧化物的所有电子组态提出了系统的磁感应铁电性和晶格调制的微观理论。强耦合微扰理论的各种机制的极化。特别是，自旋-轨道相互作用的配位体p轨道被证明给铁电极化的自旋电流的形式，这起着至关重要的作用，特别是在EG系统。与多铁性TbMnO 3的半定量协议。通过对X射线和中子散射实验的预测，阐明了不同材料中自旋极化耦合的微观机制。
2007-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced polarization reversal in multiferroic $YMn_2O_5$
低温铁电极化的多铁性$YMn_2O_5$是完全逆转的临界压力为10 kbar和相变从无公度到公度磁相是由压力超过14 kbar。高压数据与热膨胀测量相关，表明在低温过渡到无公度相时存在显著的晶格应变。研究结果支持了多铁性$RMn_2O_5$化合物铁电性的交换伸缩模型，并表明了磁阻挫和自旋-晶格耦合的重要性。
2008-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of spin-phonon coupling in multiferroic Mn perovskites
通过扩展我们以前的工作[M]，从理论上研究了稀土（R）Mn钙钛矿RMnO_3的磁电相图，着重于对称磁致伸缩或Peierls型自旋-声子耦合的关键作用. Mochizuki等人，物理修订版信函105，037205（2010）]。首先，我们构建了一个微观经典海森堡模型RMnO 3包括挫折自旋交换，单离子各向异性，和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们还将通过Peierls型磁致伸缩耦合到Mn自旋的晶格自由度。通过分析这个模型，使用复制交换蒙特卡罗技术，我们重现整个相图RMnO 3在平面上的温度和幅度的正交晶格畸变。令人惊讶的是，它被发现，在ab-平面螺旋自旋相，（S. S）型磁致伸缩起着重要的作用，为铁电顺序与极化P//a的贡献是可比的或大于从（SXS）型磁致伸缩的贡献，而在bc-平面螺旋相，铁电顺序与P//c是纯粹的（SXS）起源。这解释了实验观察到的ab-平面螺旋相位中的P比bc-平面螺旋相位中的P大得多，并且给出了如何增强基于自旋螺旋的多铁性中的磁电耦合的线索。我们还预测了E型自旋结构的非共线变形，导致有限（SXS）的贡献与P//a的铁电秩序，和广泛的共存制度的相称E和无公度螺旋状态，解决了几个实验难题。
2011-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exceptionally large room-temperature ferroelectric polarization in the novel PbNiO3 multiferroic oxide
我们提出了一个研究的基础上，几个先进的第一性原理方法，最近合成的PbNiO 3 [J. Am. Soc 133，16920（2011）]，其是以高度扭曲的R3 c晶体结构结晶的菱形反铁磁绝缘体。我们发现这种化合物具有电极化性质，其电极化的强度程度非常高，约为100（\muC /cm）^2，甚至超过了人们熟知的BiFeO 3的极化程度。PbNiO 3是一种合适的铁电体，其极化由沿[111]方向的大Pb-O极位移驱动。与人们的期望不同，Pb离子的4+离子电荷不能确定，实际上，大的Pb 6s-O 2 p杂化通过类似于其他Pb和Bi基多铁性材料的孤对机制驱动铁电畸变
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical conductivity in multiferroic GaV$_4$S$_8$ and GeV$_4$S$_8$: Phonons and electronic transitions
本文报道了GaV $_4$ S $_8$和GeV $_4$ S $_8$在100 ~ 23000 cm $^{-1}$和5 ~ 300 K温度范围内的光谱学研究。这些多铁性尖晶石系统揭示了Jahn-Teller驱动的铁电性和复杂的磁序在低温下。我们研究了在立方高温相，以及在轨道和磁有序的低温相的红外激活声子模式和低位电子激发。我们比较了这两种化合物中的声子模式，这两种化合物经历了不同的降低铁电和轨道有序相的Jahn-Teller跃迁，并表现出不同的磁基态。我们遵循分裂的声子模式在结构相变和检测额外的分裂在GeV的反铁磁秩序$_4$ S $_8$的发病。我们观察到的V $_4$集群的$d$衍生带内的电子跃迁和文件的结构和磁性相变上的窄电子带隙的显着影响。
2017-09-20 cond-mat.str-el
Optical coupling to spin waves in the cycloidal multiferroic BiFeO3
在唯象朗道理论框架下研究了BiFeO 3等无公度多铁性材料的磁振子和光学声子谱。由于软模各向异性和磁振子区折叠，所得到的自旋波谱与公度物质的自旋波谱完全不同。前者允许通过自发铁电矩的重定向来电控制自旋波的传播。后者由于零波矢处的光学声子与摆线波矢整数倍处的磁振子的耦合而产生多个磁介电共振。这些结果表明，多铁性的光学响应揭示了更多的关于它的磁激发比以前预期的基础上更简单的模型。
2008-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Effect of epitaxial strain on ferroelectric polarization in multiferroic BiFeO3 films
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（001）衬底上以SrRuO 3为底电极生长了厚度为40 ~ 960 nm的BiFeO 3多铁性外延薄膜。X射线衍射分析表明，随着薄膜厚度的增加，薄膜的结构由c/a ~ 1.04的角畸变四面体转变为c/a ~ 1.01的块状畸变菱面体。尽管有这种显著的结构演变，但如从沿法线方向的测量计算的，沿着扭曲的伪立方晶胞的体对角线的铁电极化几乎没有变化。
2007-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced polarization, magnetoelectric response and possible bi-multiferroic phase separation in Tb_{1-x}Ho_xMnO_3
合成了一系列具有正交晶系结构的锰氧化物Tb_（1-x）H_xMnO_3（0<=x<=0.6），并对其多铁性进行了详细的研究。所有样品在温度变化时都发生了连续的磁转变，Mn 3+螺旋自旋有序和稀土自旋有序都随着x的增加而被抑制。在0.2<x<0.4的范围内，极化和磁电响应都有明显的增强，这可能是由于螺旋和E型自旋序之间可能存在的竞争。基于双eg轨道双交换模型进行了理论计算，结果支持多铁性相分离的假设。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange striction induced giant ferroelectric polarization in copper based multiferroic material $α$-Cu$_2$V$_2$O$_7$
我们报告$α$ -Cu $_2$ V $_2$ O $_7$是一个不适当的多铁性与同时发展的电极化和磁化低于$T_C$ = 35 K。所观察到的幅度为0.55 $μ$ Ccm $^{-2}$的自发极化在铜基非正常多铁性材料中是最高的。我们的研究表明，即使在低磁场下，$T_C$以下也存在相当大的磁电耦合。基于密度泛函理论（DFT）的理论计算表明，$α$ -Cu $_2$ V $_2$ O $_7$中的磁性是由于Cu的独特的金字塔（CuO $_{5}$）环境导致的极性晶格畸变驱动的{ \em铁轨道}有序的结果。自旋轨道耦合（SOC）进一步稳定了轨道有序，对磁性至关重要。计算结果表明，起源的巨型铁电极化主要是由于对称的交换-伸缩机制，并证实了随温度变化的X射线研究。
2015-05-20 cond-mat.mtrl-sci 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
Model for twin electromagnons and magnetically induced oscillatory polarization in multiferroic RMnO$_3$
我们提出了一个模型中观察到的对电磁振子激发类的多铁性材料{ \it R}MnO $_3$（{ \it R}是一种稀土离子）。该模型是基于谐波摆线基态与带边磁振子和它的孪生激发在动量空间中分离的两倍的摆线波矢量相互作用。这对电磁子是由磁致伸缩和自旋轨道相互作用之间的交叉耦合激活的。值得注意的是，孪生电磁振子的谱权直接与基态中磁致振荡极化的存在有关。这导致令人惊讶的预测，即TbMnO $_3$具有振幅比其均匀极化大50倍的振荡极化。
2009-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz Dielectric Analysis and Spin-Phonon Coupling in Multiferroic GeV$_4$S$_8$
我们提出了一个多铁性的腔隙尖晶石化合物GeV $_4$ S $_8$使用时域太赫兹光谱的调查。当S=1磁矩时，我们发现在反铁磁转变温度T $_N = 17$ K处出现或移动的三个反铁磁峰在钒四面体上形成。其中两个激发子与磁态耦合，另一个激发子只出现在内尔温度以下，被解释为磁振子。我们还观察到在温度和频率域的介电常数的等吸光点。此外，我们进行分析的isosbestic功能，揭示一个有趣的崩溃成一个单一的曲线作为频率和温度的函数，行为存在于整个相变。这种分析表明了太赫兹范围内的光谱变化的重要性，这些光谱变化在频率和温度上是线性的。
2017-07-03 cond-mat.str-el
Huge Spin-Driven Polarizations at Room-Temperature in bulk BiFeO3
第一类多铁性材料的自旋驱动极化被预先存在的铁电极化所掩盖。利用第一性原理计算结合自旋模型，我们发现了室温多铁性BiFeO 3中两个隐藏的，但巨大的自旋驱动极化。一个是与全球反演对称性打破了FE扭曲和其他相关的反铁畸变八面体旋转与本地反演对称性打破。与最近的中子散射的比较表明，第一极化达到3.0 $μ$ C/cm $^2$，这是大于任何其他多铁性材料。我们详尽的研究铺平了道路，以揭示各种磁电耦合，产生隐藏的自旋驱动极化在其他I型多铁性。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical magnetoelectric effects induced by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroics
研究了具有螺旋磁序的多铁性体系中铁电性和磁性之间的动力学相互作用。我们表明，动态交换伸缩诱导自旋和横声子之间的双二次相互作用，导致在铁电相的自发铁电极化$\mathbf{P}$的量子涨落。自旋波与电极化的强度涨落之间的杂化导致了低阶横声子模。它们在小波矢量处垂直于$\mathbf{P}$和螺旋自旋，但随后在接近磁调制矢量的波矢量处转向平行于$\mathbf{P}$。对于螺旋磁结构，决定$\mathbf{P}$方向的自旋手征也具有长程序。由于动力学Dzyaloshiskii-Moriya相互作用，自旋手征与自旋涨落强烈耦合，这意味着自旋手征在有序自旋1/2系统中的就地反转，并导致极化中子从摆线螺旋磁网的有限散射强度。
2009-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity, The coupling between magnetic and polarization
多铁性是指两种或两种以上基本铁性共存的多功能材料，是近年来凝聚态物理和材料科学研究的热点之一。多铁性材料中多个序参量的共存带来了新的物理现象，并为新的器件功能提供了可能。多铁性研究活动的复苏是由一些新的发现和概念，实验和理论证明。在这篇评论文章中，我们概述了一些进步的里程碑，在这一刺激领域，特别是对于那些单相多铁性的磁性和铁电性共存。首先，我们将重点介绍多铁性的物理概念和当前将磁性和铁电性整合到单相系统中的挑战。随后，我们将总结用于组合这两种订单的各种策略。特别关注三种新的多铁性产生机制：（1）由打破空间反转对称性的自旋序（如螺旋和E相反铁磁自旋序）诱导的铁电性，（2）源于电荷有序态的铁电性，（3）铁磁有序系统。然后，我们将讨论元激发，如电磁振子，和应用潜力的多铁性。最后，展望了存在的问题和机遇。
2009-08-05 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
Multiferroicity induced by dislocated spin-density waves
我们发现了一个新的途径走向多铁性，显示如何磁性可以驱动铁电性，而不依赖于反转对称性破缺的磁序。我们的自由能分析表明，任何相称的自旋密度波有序的相位位错，即使它是共线的，引起电极化的强度。由于位错的存在，电子中心、磁性中心和反转中心不重合，这是多铁性耦合的充分条件。新的机制解释了形成的多铁性相的磁性可磁化性转变，如观察到的YMn $_{2}$ O $_{5}$和相关化合物。我们预测，在这些多铁性材料中，振荡的电极化是伴随着均匀极化。在此基础上，我们提出了具有铁电性的新型磁性材料。
2007-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Raman evidence for Orbiton-Mediated Multiphonon Scattering in Multiferroic TbMnO$_3$
TbMnO $_3$在5 ~ 300 K温度范围内，在200 ~ 1525 cm $^{-1}$波长范围内的拉曼光谱显示出5个一阶拉曼允许模和2个高频模。在所有温度下，高频拉曼带与相应的一阶拉曼模式的强度比几乎是恒定的并且很高（$\sim$ 0.6），表明高频模式的轨道-声子混合性质。一阶声子模在低于T $_N$（$\sim$ 46 K）时出现反常软化，表明存在较强的自旋-声子耦合.
2010-04-09 cond-mat.str-el
First principles study of the multiferroics BiFeO$_{3}$, Bi$_{2}$FeCrO$_{6}$, and BiCrO$_{3}$: Structure, polarization, and magnetic ordering temperature
我们提出了一个{ \it ab initio}密度泛函理论研究的三个铋基多铁性，BiFeO $_{3}$，Bi $_{2}$ FeCrO $_{6}$，和BiCrO $_{3}$。我们讨论了这三个系统的晶体和电子结构的差异，我们表明，LDA+ $U$方法的应用是必不可少的，以获得真实的结构参数Bi $_{2}$ FeCrO $_{6}$。我们计算所有三个系统的磁最近邻耦合常数，并显示如何安德森的超交换理论可以应用到解释这些耦合常数的符号和相对大小。从耦合常数，然后我们得到一个平均场近似的磁有序温度。通过对这三种系统的比较，我们讨论了在室温以上设计具有大磁化强度的多铁性材料的可能性。
2005-08-22 cond-mat.mtrl-sci 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
Coupled Magnetic and Lattice Excitations in Multiferroic Ba3HoRu2O9: Insights from Neutron Scattering, Raman Spectroscopy, and Machine-Learned Phonon Calculations
Rajiv Gandhi Institute of Petroleum Technology（Rajiv Gandhi石油技术学院）；ISIS Neutron and Muon Source, STFC, Rutherford Appleton Laboratory（ISIS中子与缪子源，STFC，卢瑟福阿普顿实验室）；School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Goa（印度理工学院果阿分校物理科学学院）；UGC - DAE Consortium for Scientific Research Mumbai Centre, Bhabha Atomic Research Centre（UGC-DAE科学研究中心孟买中心，巴哈原子研究中心）；Highly Correlated Matter Research Group, Physics Department, University of Johannesburg（约翰内斯堡大学高度关联物质研究组物理系）
研究多铁性Ba3HoRu2O9中自旋、晶体场和晶格自由度的相互作用，结合非弹性中子散射、线性自旋波计算、晶体场分析、拉曼光谱和机器学习力场声子计算，确定不同激发贡献，建立微观框架。
2026-11-10 cond-mat.str-el
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
Origin of the large polarization in multiferroic YMnO$_3$ thin films revealed by soft and hard x-ray diffraction
利用共振软X射线和硬X射线衍射研究了正交晶系YMnO 3薄膜的磁结构。在45 K以下观察到与温度相关的无公度磁反射，在35 K以下观察到公度晶格畸变反射。这些结果表明，基态是由共存的E型和摆线态。它们不同的有序化温度阐明了正交晶系YMnO 3薄膜中E型反铁磁态引起的大极化的起源。
2011-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonvolatile Electrical Control of Spin via Sliding Fractional Quantum Multiferroics
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；International Center for Quantum Materials, Beijing Institute of Technology（北京理工大学量子材料国际中心）
通过滑动分数量子多铁性材料实现非挥发性电控磁矩，结合滑动铁电性和分数量子铁电性，具有高效开关和强磁电耦合特性。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin model of magnetostrictions in multiferroic Mn perovskites
通过建立一个考虑自旋-声子耦合的自旋模型，首次在温度和Mn-O-Mn键角的平面上再现了实验相图，从理论上研究了稀土（R）Mn钙钛矿RMnO 3多铁性相的铁电性起源.令人惊讶的是，我们揭示了一个显着的贡献的对称（S.S）型磁致伸缩的铁电性，即使在自旋螺旋为基础的多铁性相，这可以大于通常预期的反对称（SxS）型的贡献。这很好地解释了电极化的强度的非平凡行为。我们还预言了E型自旋结构的非共线变形和E态与螺旋态的广泛共存，解决了一些实验难题。
2011-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field-induced spontaneous polarization reversal in multiferroic Mn$_{0.85}$Co$_{0.15}$WO$_4$
本文研究了多铁性系统Mn $_{1-x}$ Co $_x$ WO $_4$（x= 0.135，0.15和0.17）在磁场$H_c$沿单斜$c$轴取向下的磁性和铁电性质。Mn $_{0.85}$ Co $_{0.15}$ WO $_4$处于两个螺旋自旋结构之间的相界，当在$H_c>$ 25 kOe的场中冷却时，表现出铁电极化的自发符号变化。铁电极化的起源进行了研究，并确定了两个磁交换相互作用的极化。在Mn $_{0.85}$ Co $_{0.15}$ WO $_4$域的特征螺旋自旋结构，已知为x $<$ 0.15和x $>$ 0.15，共存并形成域边界。不同的域的全球极化的贡献被确定。Mn $_{0.85}$ Co $_{0.15}$ WO $_4$中的极化反转可以通过对极化的各种贡献和不同螺旋自旋级的磁畴之间的强相关性的组合来解释，从而导致跨畴壁的平滑过渡，这保留了自旋螺旋的手性。
2014-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic kinks and spin-flop transition in Ni$_{2}$InSbO$_6$ from first principles
本文通过第一性原理结合蒙特卡罗与朗道理论，揭示了Ni$_{2}$InSbO$_6$中由多铁性扭结构成的长周期非公度磁态，预测了磁场驱动的多级磁相变及电场调控机制，为多铁性材料预测建模开辟新途径。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz electric-field driven dynamical multiferroicity in SrTiO$_3$
本研究通过强圆偏振太赫兹电场共振驱动SrTiO$_3$的软声子模式，在室温下实现了动态多铁性磁化，并验证了磁光克尔效应，为超快磁开关设计提供了新途径。
2022-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic Properties of Nanocrystalline BaTiO3
一些多铁性材料[1]形成了一类罕见的材料，它们表现出铁磁性和铁电性共存引起的磁电耦合，具有许多技术应用的潜力。[2，3]在过去的十年中，对多铁性的积极研究已经确定了导致大块材料中多铁性的一些途径。[4-6]虽然传统铁电体如BaTiO 3中的铁电性预计会随着颗粒尺寸的减小而减小，[7，8]铁磁性不会以其块状形式出现。[9]在这里，我们使用的实验和第一性原理模拟相结合，以证明多铁性出现在中间尺寸的纳米晶钛酸钡，铁磁性所产生的氧空位在表面和铁电性的核心。表面极性声子和自旋之间的强耦合被证明导致在室温下观察到的磁电容效应，这可以开辟新的电磁机械器件在纳米尺度上的可能性。
2008-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic behavior confined by symmetry in EuTiO3 films
我们已经阐明的自旋，晶格，电荷和轨道耦合机制下的多铁性字符在拉伸应变EuTiO 3膜。氧八面体倾斜确定的对称性形状的Eu 4f和Ti 3d轨道之间的杂交，这抑制了预测的Ti位移适当的铁电性。相反，声子软化出现在低温下的伪立方体（110）平面内，正交于预期的铁电极化对称。此外，磁各向异性通过Ti 3d和通常各向同性的Eu 2 + 4f之间的杂化的轨道畸变来确定。这种独特的情况下演示了对称性的关键作用，在耦合的序参量定义的多铁性行为。
2020-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced multiferroicity in Cr1/3NbS2
本研究提出通过应变在非极性自旋螺旋材料中诱导极化以实现多铁性的新途径，利用磁电双折射技术与应变工程，证实了应变的Cr1/3NbS2在磁转变时出现极矢量，确立其为II型多铁性材料。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Density Functional Theory Characterization of the Multiferroicity in Spin Spiral Chain Cuprates
基于自旋轨道耦合的密度泛函理论，通过计算螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的自旋螺旋态电极化的强度，研究了螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的铁电性.我们的工作明确地揭示了自旋-轨道耦合是铁电性的主要贡献来自于Cu位上的自旋-轨道耦合，但导致电极化的强度的非对称密度分布主要发生在O原子周围。计算的电极化的强度是大得多的ab-比bc-平面自旋螺旋。观察到的自旋螺旋平面被发现是一致的观察方向的电极化的强度的LiCuVO 4，但不一致的LiCu 2 O 2。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of trimerization, chirality and ferroelecticity in multiferroic BaCoSiO4
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）
研究BaCoSiO4中三聚体化、手性和铁电性的相互作用，通过第一性原理计算建立Landau自由能模型，解释域墙和涡旋的形成机制。
2024-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A high-temperature multiferroic Tb$_2$(MoO$_4$)$_3$
研究在 Tb$_2$(MoO$_4$)$_3$ 中利用顺磁且强磁弹性的 Tb$^{3+}$ 磁矩，在 432 K 下通过沿不同晶向施加磁场控制铁电极化，为高温多铁材料设计提供新思路。
2024-05-09 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
Enhanced ferroelectric polarization by induced Dy spin-order in multiferroic DyMnO3
中子粉末衍射和单晶X射线共振磁散射测量表明，Dy在TNDy = 6.5 K以上的多铁性DyMnO 3中起着增强铁电极化的积极作用。我们观察到一个不相称的顺序的Dy时刻与Mn螺旋订购相同的周期性的演变。它密切跟踪铁电极化的演变，达到最大值0.2 μ C/m^2。低于TNDy，其中Dy自旋有序，极化降低到与TbMnO 3的值相似的值。
2006-09-01 cond-mat.str-el
Control of ferroelectric polarization via uniaxial pressure in the spin-lattice-coupled multiferroic CuFe1-xGaxO2
我们已经证明，铁电极化在自旋驱动的多铁性CuFe 1-xGaxO 2（x = 0.035）可以通过施加单轴压力来控制。我们的中子衍射和原位铁电极化测量表明，铁电极化的压力依赖性是由三种类型的磁畴的再布居的三角对称的晶体。我们认为自旋驱动的各向异性晶格畸变以及磁调制波矢方向与铁电极化方向之间的固定关系是自旋介导的压电效应的关键。
2011-05-18 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
Circularly polarised X-rays as a probe of non-collinear magnetic order in multiferroic TbMnO3
用非共振X射线磁散射方法研究了多铁性TbMnO_3铁电相的磁结构。圆偏振X射线与散射光束的全偏振分析相结合，揭示了关于这种典型多铁性的磁结构的重要新信息。所施加的电场示出创建一个磁性的近单畴状态，在该状态中，圆柱形的顺序上的Mn亚晶格旋转顺时针或逆时针方向取决于该领域的符号。它演示了这种技术如何提供灵敏度的绝对意义上的旋转的Mn时刻，和组件的有序的Tb亚晶格和相移，早期的中子衍射实验无法解决。
2009-05-19 cond-mat.str-el
Independent ferroelectric contributions and rare-earth-induced polarization reversal in multiferroic TbMn2O5
通过光学二次谐波产生和朗道理论分析，将多铁性TbMn_2 O_5的磁致自发极化的三个独立贡献分离开来。其中两个与Mn ~（3+）/~（4+）磁序有关，且与高达7 T的外加磁场无关。第三个贡献与Tb 3+的长程反铁磁有序有关。它显示了一个急剧下降的应用程序的磁场和介导的自发电极化的强度在TbMn 2 O 5的符号的变化。稀土长程序和非线性光学性质之间的密切关系点各向同性的Tb-Tb交换和氧自旋极化作为这种稀土诱导铁电性的机制。
2011-12-08 cond-mat.str-el
Far-infrared optical excitations in multiferroic TbMnO_3
本文详细研究了多铁性TbMnO_3在40 cm^{-1}~ 1000 cm^{-1}和5 K < T < 300 K范围内的反射率。研究了偏振方向E|| a，观察到电磁振子的极化，||c，材料中自发极化的方向。研究和分析了各模式的本征频率、阻尼常数和极性强度随温度的变化关系。对于E|| a和低于螺旋有序温度约27 K，我们观察到的光学重量从声子激发的电磁振子，这主要涉及低频声子的转移。对于E||观察到总极性强度以及介电常数的不寻常的增加，表明在温度降低时动态电荷可能在锰-氧键内显著转移。
2009-05-18 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
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
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
Theory of Magnetic-Field-Induced Polarization Flop in Spin-Spiral Multiferroics
基于微观自旋模型，对自旋螺旋多铁性材料TbMnO 3在磁场作用下的铁电极化P的90度翻转进行了理论研究。我们发现，P-翻转的方向或翻转后+Pa或-Pa的选择取决于作用在Mn自旋上的外加磁场H所产生的磁矩，因此是以确定性的方式选择的，与天真地预期的概率翻转不同。这种机制解决了以前报道的记忆效应在P方向上取决于历史的磁场扫描的难题，并使受控开关的多铁性域由外部施加的磁场。我们的Monte-Carlo分析还揭示了P|| H下相||B不是迄今为止预期的简单AB平面自旋摆线，而是锥形自旋结构。
2015-11-25 cond-mat.str-el
Transition between two metallic ferroelectric orders in multiferroic Ca$_3$Ru$_2$O$_7$, induced by magnetism-mediated orbital re-polarization
在过去的几十年里，Ca $_3$ Ru $_2$ O $_7$在48 K一级相变以下的低温相仍然是一个谜，有争议的建议涉及金属铁电，轨道或磁有序。通过对实验晶格结构的分析、密度泛函理论计算和有效模型分析，我们提出48 K相变是磁性介导的轨道再极化促进的成键相变。最有趣的是，这种转变伴随着\textit{two}金属铁电顺序从$xy+y$对称性到$xz+z$的切换。我们的研究不仅解决了这种材料中这种相变的一个长期存在的难题，而且还展示了坏金属中多个新兴铁电秩序之间的过渡的第一个例子，这是由多铁性秩序之间的相互作用引起的。
2018-09-12 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
