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
Theory of spin-orbit enhanced electric-field control of magnetism in multiferroic BiFeO3
我们提出了一个微观理论，表明自旋轨道耦合的重要性，在钙钛矿化合物与重离子。在BiFeO3（BFO）中，铋离子位置处的自旋轨道耦合导致一种特殊的磁各向异性，该磁各向异性在外加电场中是线性的。这种相互作用可以将摆线基态转换成均匀的反铁磁体，具有弱的铁磁矩，其取向可以由E场方向控制。值得注意的是，磁场的电场控制发生在不极化铁电矩的情况下，为绝缘体制成的基于自旋的器件中的减少的能量耗散提供了途径。
2013-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field control of chiral magnetic domains in the high-temperature multiferroic CuO
本文用极化中子衍射研究了高温多铁性氧化铜的温度和外加电场的关系。我们发现，手征域人口可以使用沿b轴施加的外部电场变化。利用表象分析方法，我们导出了多铁性相的无公度磁结构。磁电耦合的起源与基于逆Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的模型一致，但不同于简单的摆线机制。
2012-01-16 cond-mat.str-el
Cu3Nb2O8: a multiferroic with chiral coupling to the crystal structure
通过结合体性质，中子衍射和非共振X射线衍射测量，我们证明了新的多铁性Cu $_3$ Nb $_2$ O $_8$成为极性的同时，广义螺旋磁有序的外观。电极化的方向垂直于自旋旋转的公共平面-这一观察结果与摆线多铁性的“传统”理论不一致。我们的结果是一致的宏观结构旋转，这是允许在顺磁组，和磁致结构手性之间的耦合。
2011-08-26 cond-mat.str-el
Theory of magneto-electric susceptibility in multiferroic chiral magnets
本文对最近发现的多铁性绝缘体Cu $_2$ OSeO $_3$的磁电响应进行了理论研究。结合蒙特卡罗模拟和Ginzburg-Landau分析，我们预测的响应在每个磁相，包括螺旋，锥形，铁磁和Skyrmion晶体相，无论是薄膜和散装系统。所有非共线相的共同特征是磁电磁化率随所施加的磁场线性增加。磁电磁化率具有可计算性和可测量性，可以作为探测和研究多铁性手征磁体的磁相和相变的有力探针。
2013-10-20 cond-mat.str-el
Magnetism and magnetoelastic effect in 2D van der Waals multiferroic CuCrP2S6
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究了二维范德华多铁体CuCrP2S6的基态磁性和磁场演化，揭示了其磁序与磁弹性耦合效应，为未来磁电研究奠定基础。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral order and electromagnetic dynamics in one-dimensional multiferroic cuprates
我们表明，通过无偏的数值计算，铁磁最近邻交换相互作用稳定的矢量自旋手征顺序对量子涨落在一个挫折自旋1/2链相关的多铁性铜酸盐，LiCu 2 O2和LiCuVO 4。我们的现实半经典分析LiCu 2 O2解决争议的螺旋磁结构和揭示的伪Nambu-Goldstone模式的起源实验观察到的电磁振子。
2010-11-24 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
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
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
Multiferroicity and spiral magnetism in FeVO$_4$ with quenched Fe orbital moments
通过热容、磁化率、极化率和单晶中子衍射实验对FeVO $_4$进行了研究。三斜晶体结构由六个Fe $^{3+}$离子的\emph{S}形簇组成，通过VO $_4^{3-}$基团连接.在T $_{N1}$ = 22 K和T $_{N2}$ = 15 K处发生两个长程磁有序转变。两种磁结构都是不相称的。在T $_{N1}$以下的稳定性与幅度调制的力矩共线，而在T $_{N2}$以下的稳定性与螺旋调制不共线。在T $_{N2}$以下，\fevo变为弱铁电性，同时磁性结构的共线性丧失。我们的结论是，\fevo提供了另一个例子的挫折螺旋磁铁类似于经典的TbMnO $_3$化合物。然而，\fevo具有淬灭的轨道矩和特定的结构，阐明了在这种类型的多铁性材料中各向异性和磁阻挫的各自作用。
2008-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Investigation of the Magnetic Model in Multiferroic NdFe$_{3}$(BO$_{3}$)$_{4}$ by Inelastic Neutron Scattering
我们对NdFe $_{3}$（$^{11}$ BO $_{3}$）$_{4}$单晶进行了非弹性中子散射测量，以探索磁激发，建立基本的哈密顿量，并揭示4 $f$和3 $d$磁性之间的杂化的详细性质。观察到的光谱表现出几个关键特征，即，用弱耦合Fe $^{3+}$链框架内自旋相互作用、Fe $^{3+}$和Nd $^{3+}$磁矩相互作用以及Nd $^{3+}$晶场引起的单离子各向异性的磁模型解释了Nd和Fe激发的反交叉以及反铁磁区中心的各向异性带隙.测量和计算的结合表明，4 $f$和3 $d$磁性之间的杂化传播的局部磁各向异性的Nd $^{3+}$离子的Fe $^{3+}$网络，导致在体结构的多铁性。
2015-07-21 cond-mat.str-el
Crystal Symmetry Lowering in Chiral Multiferroic Ba$_3$TaFe$_3$Si$_2$O$_{14}$ observed by X-Ray Magnetic Scattering
手性多铁性硅酸镧盐由于其在对映晶体中的双手性磁性基态而引起人们的关注。我们报告了一个详细的共振软X射线衍射研究的多铁性Ba $_3$ TaFe $_3$ Si $_2$ O $_{14}$在Fe $L_{2,3}$和氧$K$的边缘。在$T_N$（$\approx27K$）下方，我们观察到卫星反射$(0,0,τ)$、$(0,0,2τ)$、$(0,0,3τ)$和$(0,0,1-3τ)$，其中$τ\approx 0.140 \pm 0.001$。散射强度对X射线偏振和方位角的依赖性表明，奇次谐波主要由面外（$\mathbf{\hat{c}}$轴）磁偶极子引起，而$(0,0,2τ)$则来源于伴随磁序的电子密度畸变.我们观察到不同的能量依赖性的衍射强度的纯磁奇谐波卫星在Fe $L_3$边缘。利用第一性原理计算，我们表明这是多铁性相失去三重晶体对称性的结果。
2017-03-13 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
Multiferroic nitride perovskites with giant polarizations and large magnetic moments
具有铁电性和磁性之间耦合的多铁性已经被追求了几十年。然而，由于铁电性和磁性之间的共同权衡，它们的磁电性能仍然有限。在这里，提出了一个家庭的氮化物钙钛矿作为多铁性与突出的物理性能和非平凡的机制。以GdWN $_3$为原型，我们的第一性原理计算发现其钙钛矿相具有大的极化（例如$111.3$ $μ$ C/cm $^2$对于$R3c$相）和磁矩$7$ $μ_{\rm B}$ /Gd $^{3+}$。更有趣的是，它的铁电起源是多重的，具有来自Gd $^{3+}$和W $^{6+}$离子的显著贡献，不同于其姐妹成员LaWN $_3$，其中铁电性几乎仅来自W $^{6+}$离子。随着稀土离子尺寸的减小，A位离子对铁电不稳定性的贡献越来越大。考虑到小的稀土离子可以是氮化物钙钛矿中适当的铁电性和磁性的主要来源，我们的工作提供了一条追求更多具有非常规机制和最佳性能的多铁性的路线。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Type-II multiferroic Hf$_{2}$VC$_{2}$F$_{2}$ MXene monolayer with high transition temperature
实现多铁性二维（2D）材料应该能够在纳米器件中实现许多功能。然而，到目前为止，预测的二维多铁性是非常少的，共存的，但只有松散耦合（I型）的铁电性和磁性。在此，鉴定了II型多铁性MXene Hf $_{2}$ VC $_{2}$ F $_{2}$单层，其中铁电性直接源自其磁性。非共线的Y型自旋序产生垂直于自旋螺旋平面的极化。值得注意的是，多铁性转变估计发生在室温以上。我们的研究应该打开大门，一个新的分支的二维材料的追求内在的强磁电。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Fluctuations and Frustrated Magnetism in the Multiferroic FeVO$_4$
我们报告$^{51}$ V核磁共振（NMR）研究单晶的多铁性材料FeVO $_4$。高温Knight位移显示Curie Weiss行为，$^{51}K = a/(T + θ)$，具有大的Weiss常数$θ\approx$ 116 K。然而，$^{51}$ V光谱显示在这些温度附近没有有序化，而是分裂成低于65 K的两个峰，这表明在NMR时间尺度上只有短程磁序。两个磁转变的自旋晶格弛豫速率，$1/^{51}T_1$，在温度$T_{N1} \approx$ 19 K和$T_{N2} \approx$ 13 K，这是低于从多晶样品获得的估计值的峰值。在低温无公度螺旋状态下，最大有序矩估计为1.95 $μ_B$ /Fe，或局部矩的1/3。强烈的低能自旋涨落也表明了非常规的幂律温度依赖性$1/^{51}T_1 \propto T^2$。大的外斯常数、远高于$T_{N1}$的短程磁相关、小的有序矩、显著的低能自旋涨落和无公度有序相都为FeVO $_4$的强磁阻挫提供了明确的证据。
2014-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Fluctuations of Chirality in One-Dimensional Spin-1/2 Multiferroics: Gapless Dielectric Response from Phasons and Chiral Solitons
本文提出了一个一维自旋1/2多铁性的量子理论，其中矢量自旋手征与电极化的强度耦合。基于精确对角化和玻色化，结果表明，量子涨落明显降低手征有序振幅和相关的铁电极化。这产生了近共线的自旋相关在短程尺度，在定性协议与最近的中子散射实验。实验中出现了由相子和新孤子描述的无带隙手征激发，这一点可以从低能介电响应中得到实验验证。
2008-11-06 cond-mat.stat-mech 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
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
Charge order, dynamics, and magneto-structural transition in multiferroic LuFe$_2$O$_4$
我们通过光学和穆斯堡尔谱、磁化强度和X射线散射研究了LuFe $_2$ O $_4$的一系列温度和场驱动跃迁，以了解这种多铁性材料中电荷、结构和磁性之间的相互作用。我们证明了电荷涨落的起始点远低于电荷有序跃迁，支持了电荷有序超结构发展的“涨落有序”机制。布拉格分裂和大的磁光对比度表明低温单斜畸变可以由温度和磁场驱动。
2008-10-24 cond-mat.str-el
Helical multiferroics for electric field controlled quantum information processing
螺旋多铁性中的磁电耦合允许用电场来操纵自旋次序。从理论上证明了在螺旋多铁性链中，量子信息处理和量子相位对电场高度敏感。施加电场，可以增加量子态转移保真度并使其方向相关。我们还发现，E场使自旋1/2的受抑铁磁链的自旋密度波相或多极相转变为具有强磁电耦合的手征相。我们发现在电场的驱动下，纠缠谱发生了急剧的重组，并且在从手性态到手性态的伊辛量子相变中保真度磁化率得到了很大的增强。这些发现为低功耗的量子信息指明了新的工具。
2013-11-14 cond-mat.str-el
The magnetoelectric coupling in the multiferroic compound LiCu2O2
本文研究了锯齿形自旋链多铁性LiCu_2O_2化合物的铁电性和磁性之间可能的耦合类型。基于群论分析，我们构造了一个多序参量的唯象模型。从我们的计算中，我们得出结论，涉及链间的磁结构和铁电性的耦合是必要的，以了解Park等人的实验结果。我们提出的模型是能够占的电极化的强度触发器中存在的外部施加的磁场。此外，基于我们的理论模型，我们可以作出具体的选择规则预测存在于LiCu2O2系统中的电磁振子激发。我们还预测，在交流电导率测量中测得的电磁振子峰是场相关的。
2008-05-01 cond-mat.str-el
Rare earth magnetism and ferroelectricity in RMnO3
磁性稀土元素R已被证明对正交晶系锰氧化物RMnO 3的多铁性具有显著的影响。以前的结果从同步加速器的X射线散射实验的重新检查表明，相邻的R和Mn离子之间的对称交换伸缩可以占DyMnO 3的铁电极化的增强，以及磁场诱导的铁电性在GdMnO 3。一般来说，将第二磁性物质添加到多铁性材料可为增强其铁电性质的途径。
2009-05-25 cond-mat.other 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
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
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
Cycloidal magnetism driven ferroelectricity in double tungstate LiFe(WO$_4$)$_2$
如果$A$ =Mn、Fe、Co、Cu、Ni，则具有以沿$c$ -轴的$A$ O $_6$八面体之字形链为特征的黑钨矿结构的钨酸盐$A$ WO $_4$可以是磁性的。其中，MnWO $_4$是一个独特的成员与摆线Mn $^{2+}$自旋顺序在低温下发展，导致一个有趣的II型多铁性行为。本工作合成了双钨酸盐LiFe（WO $_4$）$_2$，并对其进行了系统的研究。包括结构、热力学、磁性、中子粉末衍射和热释电测量的实验表征明确地证实了LiFe（WO $_4$）$_2$是钨酸盐家族中第二个发现的多铁性系统。密度泛函理论计算也证实了摆线磁驱动的铁电性。虽然这里Fe离子之间的磁耦合是间接的，即通过所谓的超-超-交换，但磁性和铁电转变的温度令人惊讶地比MnWO $_4$的温度高得多。
2017-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Writing and reading chiral domains in multiferroic DyMnO_3 using soft X-rays
在Dy-M_5共振软X射线衍射中，观察到DyMnO_3铁电相4f矩的b和c分量以及明显的圆二色性。这指向4f矩的摆线顺序，并表明该材料中的反转对称性破缺不是Mn自旋单独的特征。圆二色性允许对压印在DyMnO $_3$单晶的表面上的手性域进行成像，利用X射线束经由光电效应的局部充电。这些发现提出了一种新的方法来控制和图像域和域壁的多铁性材料。
2009-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Control of Ferroelectric Polarization in a Self-formed Single Magnetoelectric Domain of Multiferroic Ba3NbFe3Si2O14
我们发现了具有晶体手性的硅酸镧镧镓钡铌铁硅单晶Ba_3NbFe_3Si_2O_（14）的单手性螺旋磁态具有很强的磁电效应。铁电极化，主要沿a轴对齐低于约27 K的Neel温度，在垂直于a轴（H//b*）的面内磁场（H）的存在下，以高度非线性的方式变化。这种ME效应以及其他方向上较小的ME效应没有表现出极化依赖性，表明存在自形成的单ME域。此外，这些ME效应伴随着不可测量的滞后，这对许多技术应用至关重要。
2014-03-25 cond-mat.str-el
Multiferroic Properties of CaMn$_7$O$_{12}$
本文报道了CaMn $_7$ O $_{12}$是一种新的磁性多铁性材料。铁电极化的出现与磁相变（$\sim90$ K）相一致，表明存在由磁性引起的铁电性，进一步证实了其强磁电响应。相对于其他已知的磁性多铁性，CaMn $_7$ 0 $_{12}$显示出有吸引力的多铁性，例如高铁电临界温度和大极化。更重要的是，这些结果为在掺杂氧化物中寻找磁性多铁性材料开辟了一条新的途径。
2011-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body localization phase in a spin-driven chiral multiferroic chain
多体局域化（MBL）是关联量子系统中的一个重要阶段，在量子信息领域有着重要的应用。在这里，我们揭示了这个阶段的存在和分析手征多铁性模型系统。常规地，通过实施标准的有限尺寸标度过程经由水平统计来跟踪MBL发生。在这里，我们提出了一种方法的基础上相邻的能量间距的比率的全分布。我们发现一个强大的扩大直接在过渡点从MBL到遍历阶段的这些水平间距的计数的直方图。展宽信号可靠的过渡点，而不依赖于平均过程。即使对于相对较小的系统，直方图的快速收敛也允许用更少的计算工作量来监测MBL动态。数值计算了具有动态Dzyaloshinskii Moriya（DM）相互作用的手征自旋链，建立了描述单相自旋驱动多铁性系统中自旋激发的模型。的多铁性MBL相被揭露，它是如何通过电场引导它。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn 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
Microscopic origin of multiferroic order in monolayer NiI$_2$
$_2$多层膜中多铁性行为的发现为范德华单层膜中的铁电破缺提供了一种新的状态，其特征是在$T=21$ K的临界温度下同时出现螺旋磁有序和铁电有序。然而，NiI $_2$单分子层中多铁性有序的微观起源尚未建立，特别是非共线磁性和自旋轨道耦合在该化合物中的作用仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们揭示了二维多铁性的起源在镍$_2$使用第一性原理电子结构方法。我们表明，helmagnetic状态出现作为一个结果的远程磁交换相互作用，具有相当大的磁矩的碘原子。我们表明，占铁电秩序的电子密度重建出现从非共线磁性和自旋轨道耦合的相互作用。我们证明了铁电有序是由碘自旋-轨道耦合控制的，并导致晶格中的相关电子驱动畸变。我们的研究结果建立了单层NiI $_2$中多铁性行为的微观起源，提出了螺旋磁序和配体自旋轨道耦合共存是二维材料中多铁性行为的驱动力。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-initio prediction of a new multiferroic with large polarization and magnetization
利用第一性原理密度泛函理论设计了一种具有大自发磁化强度和极化强度的新型磁性铁电体。通过{ \it ferri-}磁性行为结合磁性，避免了与生产坚固绝缘铁磁体相关的常见困难。我们表明，有序的钙钛矿\BFCO将具有$\sim$ 80 $μ$ C/cm $^2$的极化，283 $μ$ C/cm $^{2}$的压电系数，和$\sim$ 160 emu/cm $^3$的磁化强度（2 $μ_B$每个公式单元），远远超过任何已知的多铁性的性质。
2004-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switching of the Chiral Magnetic Domains in the Hybrid Multiferroic (ND4)2[FeCl5(D2O)]
中子球旋光法，这是直接敏感的绝对磁位形和域人口，已在这项工作中使用，明确地证明了（ND 4）2[FeCl 5（D2O）]的多铁性。我们表明，在冷却后的电场的应用结果在稳定的单摆线磁畴低于6.9 K，而极化在相反的电场方向产生相反的磁手征的域的全部人口。我们证明了在低温下磁畴在外加电场作用下的完全可开关性，这是强磁电耦合的直接证明。此外，我们完善了有序基态的磁结构，确定了与铁电极化方向一致的潜在磁空间群，并且我们提供了在6.9和7.2 K之间的温度区域中沿a轴具有磁矩的共线调幅态的证据。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci 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
Copper-based charge transfer multiferroics with a $d^9$ configuration
提出利用铜氧层磁有序并通过 Sn/Pb 孤对电子诱导铁电性，预测 SnCuO2 和 PbCuO2 为具有 $d^9$ 构型的反铁磁电荷转移多铁材料。
2023-06-02 cond-mat.str-el
Pulse and quench induced dynamical phase transition in a chiral multiferroic spin chain
研究了手征多铁性链中磁序的量子动力学。我们考虑两种不同的情况：超短太赫兹（THz）激发或突然的电场淬火。执行分析和数值精确对角化计算，我们跟踪脉冲诱导的自旋动力学和提取的数量是相关的量子信息处理。特别地，我们分析了系统的手征性、冯诺伊曼熵、两体纠缠和多体纠缠的动力学性质。如果所产生的状态的特征频率是不相称的，则发生对并发的部分损失。随着系统规模的增加，这种影响变得更加明显。许多粒子的纠缠和手征是鲁棒的，并且在无公度相位中持续存在。为了分析猝灭和脉冲动力学的动力学量子跃迁，我们结合了整体函数的Weierstrass分解技术和Lanczos精确对角化方法。对于一个小系统，我们得到了解析结果，包括率函数的Loschirton回波。精确的数值计算系统高达40自旋确认相变。近年来，猝灭诱导动力学相变得到了广泛的研究.在这里，我们表明，相关的动态转变可以实现和控制适当的电场脉冲。
2016-07-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic digital flop of ferroelectric domain with fixed spin chirality in a triangular lattice helimagnet
研究了三角晶格螺旋磁CuFe_（1-x）Ga_xO_2（x=0.035）在不同大小和方向的磁场中的铁电性质。推导了[001]、[1 - 10]和[1-10]方向磁场的磁电相图，发现面内磁场诱导了6种可能的多铁性畴的重排.当面内磁场围绕c轴每旋转60度时，由于螺旋磁q矢量的切换，发生电极化的强度的唯一120度翻转。自旋螺旋的手征性在q翻转时总是守恒的。根据多铁性畴壁的稳定结构讨论了其可能的成因。
2009-11-12 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
Existence of a critical canting angle of magnetic moments to induce multiferroicity in the Haldane spin-chain system, Tb2BaNiO5
我们报告了一个不寻常的倾斜磁性由于3d和4f电子，占据两个不同的晶体学网站，其后果的电偶极子秩序。这是基于对Tb 2BaNiO 5（正交晶系，Imm中心对称空间群）的中子粉末衍射测量，在（TN）63 K以下表现出Neel级，以理解25 K以下的多铁性行为。磁结构是由Ni和Tb的磁矩，这被发现是相互倾斜的，在整个温度范围内低于TN，虽然共线被认为是在每个子晶格，如在过去已知的。第一性原理密度泛函理论计算（GCA + SO和GCA + U + SO近似）支持这样一个倾斜的基态。有趣的发现，这里报道的是，有一个突然增加，在这个Tb-Ni的相对角在温度（即，在25 K），在自发的电极化的强度集，与键距和邦格角异常。这一发现强调了需要一个新的自旋驱动的极化机制，即，一个临界的倾斜角加上exchangestriction，在磁性绝缘体与倾斜自旋诱导多铁性。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Electric field control of moiré skyrmion phases in twisted multiferroic NiI$_2$ bilayers
Aalto University（阿尔托大学）
本文以扭曲多铁性NiI₂双层膜为研究对象，通过建立包含均匀螺旋相、kπ-斯格明子晶格等的相图，揭示其电可调拓扑莫尔磁性，利用磁电耦合实现电场调控斯格明子相，为斯格明子电子学提供可调平台。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for a single-layer van der Waals multiferroic
多铁性材料因其优异的静态和动态磁电性能而受到广泛关注。特别是，II型多铁性表现出反转对称性破坏的磁序，通过各种机制，如自旋电流或逆Dzyaloshinskiii-Moriya效应，直接诱导铁电极化。磁和偶极序参量之间的这种内在耦合导致了记录强度的磁电效应。二维材料具有这种内在的多铁性，长期以来一直寻求利用纳米电子器件中的磁电耦合。在这里，我们报告的发现II型多铁性秩序在一个单一的原子层的过渡金属为基础的范德华材料NiI 2。NiI 2的多铁性状态的特征在于具有给定旋向的适当螺旋自旋螺旋，其耦合到电荷自由度以产生手性控制的电极化。我们利用圆二色性拉曼光谱直接探测了磁手征基态及其由动态磁电耦合产生的电磁振子模。使用双折射和二次谐波产生测量，我们检测到一个高度各向异性的电子状态，同时打破三重旋转和反转对称性，并支持极序。的光学签名作为温度和层数的函数的演变令人惊讶地揭示了一个有序的磁性，极性状态，持续到单层NiI 2的磁极限。这些观察建立NiI 2和过渡金属二卤化物作为一个新的平台，研究新兴的多铁性现象，手性磁纹理和铁电性在二维极限。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent magneto-elastic domains in multiferroic BiFeO3 films
外延膜的物理性质甚至在临界厚度以上也可以从根本上不同于块状单晶的物理性质。结合非共振x射线磁散射，中子衍射和矢量映射的x射线磁线性二向色性光电子显微镜，我们表明，外延（111）-BiFeO 3薄膜支持亚微米反铁磁畴，这是磁弹性耦合到一个连贯的晶体单斜孪晶结构。这种独特的纹理，这是不存在的散装单晶，应该能够通过外延应变控制BiFeO 3薄膜器件的磁性。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Complex interplay between 3d and 4f magnetic systems and magnetic chirality in multiferroic Dy$_{1-x}$Ho$_x$MnO$_3$ ($x = 0, 0.2$)
本文用极化中子衍射、经典中子衍射和宏观方法研究了Dy $_{1-x}$ Ho $_x$ MnO $_3$（$x = 0, 0.2$）单晶的结构、磁性和多铁性，以确定Ho掺杂对标题化合物磁电行为的影响。结果表明，Ho取代Dy位置20%，并不改变化合物的整体晶体对称性。对于这两种组合物，直到非常低的温度，它仍然是Pnma类型。磁有序化不改变晶体结构。精确的磁序和它详细的温度和场的演变都在原始和取代的化合物，我们确定使用单晶中子衍射和磁化测量。结果表明，过渡金属和稀土磁性亚晶格之间的复杂的相互作用，导致所谓的“Mn控制”和“Dy控制”的磁性状态。用极化中子衍射方法研究了Dy $_{0.8}$ Ho $_{0.2}$ MnO $_3$与DyMnO $_3$中稀土磁序的三维特征，揭示了Mn子系统上手性磁结构的存在。外电场对磁手征的影响可以直接得到证实，证明了多铁性相具有较强的磁电耦合。在相同的温度和电场下对相同样品的电极化研究提供了微观和宏观研究结果之间的直接相关性。
2022-06-10 cond-mat.other cond-mat.str-el
Dynamical multiferroicity in framework materials
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
通过第一性原理计算，发现金属有机框架材料Zn(NH4)(formate)3中具有比SrTiO3大近两倍磁矩的圆极化声子模式，为光控磁性的材料设计提供新思路。
2026-06-15 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
Origin of Multiferroicity in MnWO4
MnWO 4被认为是多铁性材料的典型例子，其中多铁性活性是由自旋螺旋排列引起的。我们认为，在现实中，MnWO 4有两个来源的自旋螺旋，这是相互冲突的。一个是Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用，反映了晶格的P2/c对称性。MnWO 4的P2/c结构具有一个连接两个Mn亚晶格的反转中心。因此，从DM相互作用的角度来看，不同的Mn亚晶格预计具有相反的自旋手征。另一个来源是竞争性的各向同性交换相互作用，这往往会在两个磁子晶格中形成具有相同手性的自旋螺旋织构。因此，DM和各向同性交换相互作用之间存在冲突，这使得这两个子晶格不等价，因此破坏了反转对称性。我们的理论分析是基于低能模型，来自第一性原理电子结构计算。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetics of the Multiferroic Switching in MnWO$_4$
用时间分辨极化中子衍射研究了MnWO $_4$中多铁畴开关的时间依赖性。反转外部电场在几毫秒到几十毫秒的上升时间内反转手性磁性分量，与宏观技术完全一致。没有证据表明在手征磁结构的反演中有任何更快的过程。的时间依赖性是很好地描述了温度依赖性的上升时间，这表明一个定义明确的过程域反转。正如预期的那样，当加热到铁电相的上边界时，上升时间减小。然而，切换也变得更快冷却时，朝向较低的边界，这是与一阶相变。
2014-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometrical origin of ferrimagnetism and superparamagnetism in Fe-based double perovskite multiferroics
我们发现，在双钙钛矿AFe $_{1/2}$ M $_{1/2}$ O $_{3}$的反铁磁相互作用的Fe $^{3+}$（$S=5/2$）离子的超结构表现出低于$T_{fe} \approx 5.6J_1$（$J_1/k_B \sim 50$ ~K），这是接近室温的亚铁磁有序。相同结构的小团簇在$T \lesssim T_{fe}$上表现出超顺磁性行为。形成这种簇的可能性解释了室温（superpara）磁性3 $d$ -金属基氧化物。
2014-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Unusual direction-dependent magnetic orbital moment obtained from X-ray magnetic circular dichroism in a multiferroic oxide system
多铁性过渡金属氧化物中$d$ -电子磁性的电场控制对于基础物理和下一代自旋电子器件的研究引起了广泛的兴趣。在这里，我们报告了一个广泛的研究$3d$磁性的磁电Ga $_{0.6}$ Fe $_{1.4}$ O $_3$（GFO）外延薄膜的偏振相关X射线吸收光谱。我们发现了一个非零积分的X射线磁性圆二色性，与一个符号依赖于外部磁场和晶轴之间的相对取向。通过可靠地扩大自旋和轨道总和规则的极限，这通常适用于磁性离子表现出独特晶场对称性的材料。大铁位移，在一些八面体网站，降低系统的对称性，产生各向异性路径的Fe-O键引起一个大的轨道晶格相互作用类似于一个优先的结晶方向的磁轨道矩。后者可能会导致在外部磁场下磁轨道矩的部分重新取向，结合GFO的亚铁磁性性质，可以定性地解释所观察到的XMCD积分的符号反转。结果表明，在过渡金属氧化物中的氧八面体的局部对称性的控制可以提供一个合适的杠杆在磁电系统中的有效轨道和自旋矩的操纵。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci 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
