On the possibility of mixed phases in disordered quantum paraelectrics
本文提出了一种利用复制技巧研究猝灭随机Tc无序下量子临界顺电体相变的理论。通过在矢量水平上破坏副本对称性，包含了无序引起的局部有序区域及其慢动力学的影响。在任何有限值的无序强度的混合相的发生进行了论证。预测了量子临界点的宽幂律分布及其有限温度后果。结果是有趣的背景下，某一类无序材料附近的量子相变。
2014-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Evidence of the impurity spin coupling with quantum paraelectric fluctuations in CaTi1-xRuxO3
量子顺电是一种长程铁电/反铁电有序被量子涨落抑制的材料，即晶格的零点运动即使在T = 0 K时也能防止软极性声子模式的凝聚。最突出的量子顺电材料是SrTiO 3、KTaO 3和CaTiO 3。在这里，我们专注于赝立方钙钛矿CaTi 1-xRuxO 3系统的特殊性能。也就是说，只要任何浓度的Ru或Ti被引入到纯化合物中，在低温下就会发生与浓度无关的类铁磁转变。我们提出的自旋极化的CaTi 1-xRuxO 3的基态诱导的耦合的磁矩的Ru杂质与量子顺电涨落在主体化合物CaTiO 3的实验证据。
2019-08-05 cond-mat.str-el
Light-Driven Transitions in Quantum Paraelectrics
本研究受SrTiO₃泵浦诱导极性有序实验启发，分析光驱动量子顺电体声子系统的经典动力学，发现多种非平衡极性相、两步相变及混沌行为，还建立了含量子修正的广义形式体系，预测了可实验观测的临界注量偏移。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Quantum Critical Paraelectrics and the Casimir Effect in Time
我们研究了量子临界点附近的量子顺电-铁电跃迁，强调温度作为时间上的“有限尺寸效应”的作用。因此，接近量子临界的温度的影响可以比作时间卡西米尔效应。由此产生的有限尺寸标度方法产生顺电磁化率（$χ$）的$\frac{1}{T^2}$行为和标度形式$χ(ω,T) = \frac{1}{ω^2} F(\fracω{T})$，恢复以前发现的更多的技术方法的结果。我们使用高斯理论来说明这些温度依赖性是如何从微观方法出现的，我们表征了$χ$中的经典量子交叉，并给出了由此产生的相图。我们还表明，耦合到一个声学声子在低温下（$T$）是相关的，并影响过渡线，可能会导致重入量子铁电相。我们的方法在低温下测量特定的顺电材料的可观察到的后果进行了讨论。
2009-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge transport in oxygen-deficient EuTiO$_3$: the emerging picture of dilute metallicity in quantum-paraelectric perovskite oxides
我们报告的电荷输运的EuTiO $_{3-δ}$单晶的载流子密度在几个数量级的调谐的研究。将该体系与其他准立方钙钛矿，特别是钛酸锶进行比较，我们绘制了该$AB$ O $_3$家族中的金属-绝缘体转变和稀金属性的全面图片。由于较低的介电常数，与SrTiO $_3$相比，EuTiO $_{3-δ}$中的金属-绝缘体转变发生在较高的载流子密度下。在低温下，可以看到明显的$T^2$电阻率。其前因子$A$在三种不同的钙钛矿中以类似的方式随着载流子浓度的增加而平滑地降低。我们的研究结果绘制了掺杂量子顺电体的电荷输运的全面图片。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First principles calculation of the phonons modes in the hexagonal $\rm YMnO_3$ ferroelectric and paraelectric phases
采用密度泛函方法研究了$\rm YMnO_3$磁电复合物的铁电相和顺电相的晶格动力学。在低温阶段，计算值与实验值的一致性很好。利用群论，模式连续性和我们的计算，我们能够表明，在1200 K的拉曼散射观察到的声子模式是唯一兼容的铁电$P6_{3} cm$空间群，从而支持的想法，铁电顺电相变在更高的温度。最后，我们提出了一个候选的声子部分观察到的电磁振子。这种模式，在拉曼散射和拉曼-红光中都是不活跃的，被证明与Mn-Mn磁相互作用强烈耦合。
2012-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for reentrant quantum paraelectric state preceded by a multiglass phase with non-classical exponent and magnetodielectric coupling in SrFe12O19
本文在SrFe12O19中发现由偶极玻璃与自旋玻璃共存构成的多重玻璃态，并观察到磁场调控的重入量子顺电态及可能的高场量子临界点。
2023-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
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
Phonon-mediated spin transport in quantum paraelectric metals
本文通过 Kubo 公式证明，量子顺电金属中的 Rashba 电子-声子耦合可在平庸能带中产生非均匀电场诱导的自旋流，并揭示其四极对称性与热激活标度特征。
2024-07-07 cond-mat.str-el
Possible Quantum Paraelectric State in Kitaev Spin Liquid Candidate H$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$
最近合成了一种新的量子自旋液体（QSL）候选材料H $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$，发现它在低温下没有任何磁有序或相变。在这项工作中，我们研究了氢离子的量子动力学，即，质子，在这种材料中通过结合第一性原理计算和理论分析。我们表明，每个质子和它的相邻的氧离子形成一个电偶极子。偶极相互作用和质子隧穿被捕获的横向场伊辛模型与量子无序顺电基态。偶极激发具有能隙$Δ_{\mathrm{d}}\simeq 60$ meV，并且可以通过红外光谱和介电响应来探测。我们认为电偶极涨落重整化了H $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$中的磁相互作用，并导致了Kitaev QSL态.
2020-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proposal for midinfrared light--induced ferroelectricity in oxide paraelectrics
我表明，一个非平衡顺电铁电过渡可以诱导使用中红外脉冲。这依赖于顺电材料的最低（PDMATHABMP_z $}}$）和最高（$Q_{\textrm{h$ _x $}}$）频率红外活性声子模式之间的四次PDMATHABMM_z PDMATHABMN_x $}}^2$耦合。密度泛函计算表明，耦合常数$l$为负，当$Q_{\textrm{h$ _x $}}$模外泵浦时，$Q_{\textrm{l$ _z $}}$模软化.沿$Q_{\textrm{l$ _z $}}$坐标的整流，稳定的非平衡铁电状态仅发生在泵脉冲的电场的临界阈值以上，表明这是一个非微扰现象。光与$Q_{\textrm{h$ _x $}}$模式之间耦合的第一性原理计算表明，在应变KTaO $_3$的代表性情况下，可以通过具有17 MV cm $^{-1}$的峰值电场和2 ps的持续时间的中红外脉冲诱导铁电性。此外，其他奇数阶非线性耦合使得可以任意关闭光致铁电态，使这种技术适用于全光器件。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface acoustic wave generation and detection in quantum paraelectric regime of SrTiO$_3$-based heterostructure
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Pittsburgh Quantum Institute（匹兹堡量子研究所）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
在SrTiO₃基异质结的量子铁电态中，利用超导互指换能器在低温下产生和检测表面声波，揭示了铁弹性域壁演化与电机械耦合的关系。
2023-01-12 cond-mat.str-el
Critical Behavior of Sn2P2S6 and Sn2P2(Se0.28S0.72)6 Crystals under High Hydrostatic Pressures
根据Sn_2P_2S_6和Sn_2P_2的光学双折射随温度的变化关系，（Se_（0.28）S_（0.72））_6晶体在静水压力作用下，我们明确地证明了Sn_2P_2S_6在其（p，T）-相图上显示出一个三临界点，坐标为（p，T）=（4.3 kbar，259 K），因此，当压力增加到4.3 kbar以上时，二级相变转变为一级相变。我们还发现，增加静水压力施加到Sn_2P_2（Se_（0.28）S_（0.72））_6导致的相变字符从三临界到一阶的变化。进一步增加的压力高达~2.5 kbar的强加分裂的一阶顺电到铁电相变为两个相变，一个第二阶顺电到无公度的一个和一个第一阶insulate到铁电过渡。
2014-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-Electric Effect in a Spin-State Transition System
磁，介电和磁电性质的自旋态过渡系统进行检查，最近发现的钴氧化物的多铁性行为的动机。基于双轨道哈伯德模型，我们构造了一个有效的模型哈密顿量，其中磁性离子的自旋态自由度与铁电型晶格畸变耦合。从高温低自旋相到低温高自旋铁电相的相变伴随着自旋熵的增加。计算结果与实验压力-温度相图一致。预测了铁电相界附近低自旋顺电相的磁场诱导电极化的强度。
2018-03-27 cond-mat.str-el
Polar Dynamics at the Jahn-Teller Transition in Ferroelectric GaV4S8
我们提出了一个介电谱研究的极性动力学与轨道驱动的铁电体在skyrmion主机GaV 4S 8的转变。通过结合太赫兹和MHz-GHz光谱技术，我们成功地检测到这种材料中的耦合轨道和极性波动所产生的弛豫动力学，并追踪其在顺电相和铁电相中的温度依赖性。当从转变的两侧接近临界温度时，弛豫时间显著增加。我们很自然地认为，这些极性涨落映射了扬-特勒跃迁时的轨道动力学。由于轨道有序化转变的一阶特征，弛豫时间在极性和结构相变处显示出约5个数量级的巨大跳跃。
2015-09-08 cond-mat.str-el
Effect of ferroelectric layers on the magnetocapacitance properties of superlattices-based oxide multiferroics
采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$衬底上制备了一系列由铁磁La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$（LCMO）和铁电/顺电Ba $_{1-x}$ Sr $_x$ TiO $_3$（0 $\leq $ x $\leq $ 1）组成的超晶格.获得由具有均匀尺寸的球形丘构成的外延性质的膜。膜的磁输运性质揭示了在145-158 K范围内的铁磁居里温度和高达30%的负磁阻，这取决于用于其生长的铁电层的类型（\QTR{it}{i.e.}的\QTR{it}{x'}值）。还观察到在55 K至105 K的温度范围内的铁电性，这取决于钡含量。更重要的是，膜的多铁性由负磁电容的出现决定，发现其在铁电转变温度附近最大（每\QTR{it}{tesla} 3%）。这些结果是理解的基础上的铁电/顺电层和应变诱导的多重铁性的作用。
2005-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tracking a hysteretic and disorder-broadened phase transition via the electromagnon response in improper ferroelectrics
我们证明了电磁振子可以用来直接探测不适当的铁电体中磁有序相之间的相变的性质。利用太赫兹时域光谱技术，通过对Cu $_{1-x}$ Zn $_{x}$ O（$x=0, 0.05$）合金在加热和冷却过程中的电磁子响应，跟踪了该合金的反铁磁/顺电到反铁磁/铁电相变.过渡被发现表现出热滞后，确认其一阶性质，并扩大的影响下，自旋无序Zn取代。电磁振子的能量在合金化时增加，这是由于非磁性离子改变了产生多铁性相和电磁振子的磁相互作用。我们描述了我们的研究结果的背景下，最近的理论工作，研究不适当的铁电性和电磁振子在CuO从唯象和第一性原理的方法。
2017-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric phase transition, ionicity condensation, and multicriticality in charge transfer organic complexes
为了阐明准一维混合堆电荷转移（CT）络合物TTF-CA的一种新的压温相图，我们研究了准一维自旋1的Blume-Emery-Griffith（BEG）模型.除了局部电荷转移能和叠层间极性（偶极-偶极）相互作用外，我们还考虑了叠层间电致伸缩效应。使用自洽链平均场论，其中堆栈内的自由度是由传输矩阵方法精确地处理，我们再现的气-液-固相对应的中性（N），顺电离子（IPDMATHABMM），铁电离子（I $_{\rm{ferro}}$）相，分别类似的相图。我们也给出了一个解释的实验观察到的多临界行为和随之而来的不连续的层间晶格收缩TTF-CA。
2003-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase Competition, Solitons, and Domain Walls in Neutral-Ionic Transition Systems
从理论上全面研究了一维中性-离子跃迁系统中的相竞争和激发。从玻色化哈密顿量的半经典处理出发，我们研究了中性态（N）、铁电离子态（I $_\mathrm{ferro}$）和顺电离子态（I $_\mathrm{para}$）之间的竞争。当考虑涨落引起的高阶可公度性势时，它们之间的相变可以成为一阶相变。特别地，N和I $_\mathrm{ferro}$之间的一阶相边界的描述使我们能够分析N-I $_\mathrm{ferro}$畴壁。明确地描述了在这三个阶段中的孤子激发和它们的形成能的评估跨越相边界。根据拓扑荷和自旋对孤子和畴壁激发的性质进行了分类。在分子中性离子过渡系统的实验观察的相关性进行了讨论。我们将四硫富瓦烯- $p$ -四氯苯醌（TTF-CA）在高温区的压力诱导跃迁归因于从N到I $_\mathrm{para}$态的跃迁，并讨论了其结果。
2016-09-09 cond-mat.str-el
Magnetic resonance probing of ferroelectricity and magnetism in metal-organic frameworks
我们采用电子顺磁共振（EPR）的自旋探针Mn 2+的研究DMAMnF和Mn 2掺杂的DMZnF，这被认为是模型金属有机框架（MOF）与Pb自由钙钛矿结构的顺电铁电转变。在DMAMnF中，我们研究了在X波段（9.4 GHz）和超过80至300 K的Mn 2 + EPR线的形状和强度的变化，我们表明在铁电转变的磁电耦合的情况下。在DMMnF的反铁磁转变处，我们检测到由AFM相的弱铁磁性引起的磁电耦合。在DMZnF中，Mn 2+探针的EPR和DFT的组合表明，晶体场主要由DMA+阳离子决定。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Peierls transition, ferroelectricity, and spin-singlet formation in the monolayer VOI$_2$
利用密度泛函理论和Hubbard模型的密度矩阵重整化群方法，系统地研究了具有\it电子构型的单层VOI $_2$.我们的声子计算表明，正交$Pmm2$ FE-II相是最有可能的基态，涉及沿$a$轴的铁电畸变和沿$b$轴的V-V二聚化。具体地说，“伪Jahn-Teller”效应引起的空V（$d_{xz/yz}$和$d_{3z^2-r^2}$）和O $2p$状态之间的耦合提出的机制，从顺电相稳定的铁电畸变。此外，半填充的金属$d_{xy}$带沿$b$ -轴显示Peierls不稳定性，诱导V-V二聚化。我们还发现，由于在基态形成了近解耦的自旋单线态，沿V-V链存在很短距离的反铁磁耦合。
2021-02-23 cond-mat.str-el
Polar and magnetic order in GaV4Se8
在目前的工作中，我们提供的结果从比热，磁化率，介电常数，交流电导率，和电极化测量上进行的腔隙尖晶石GaV 4Se 8。随着温度的降低，我们观察到从顺电和顺磁立方态到一个极性，可能是铁电态在42 K的转变，然后在18 K的磁有序。极性转变可能是由于V4团簇轨道的简并性引起的Jahn-Teller效应。在磁相中产生的过量极化表明相当大的磁电耦合。总体而言，GaV 4Se 8的行为在许多方面与Skyrmion宿主GaV 4S 8相似，表现出轨道，自旋，晶格和极性自由度的复杂相互作用。然而，它的介电行为在极性转变显着不同的Jahn-Teller驱动的铁电体GeV 4S 8，这可以归因于不同的电子结构的Ge化合物。
2017-09-27 cond-mat.str-el
Quantum Critical Phenomena in a Compressible Displacive Ferroelectric
在许多情况下，量子顺电体和顺磁材料的介电和磁极化已经被发现最初随着热无序的增加而增加，因此表现出作为温度的函数的峰值。在近铁磁金属和位移铁电相变边界的铁电材料中，对这些“有序-无序”现象的定量描述仍然是难以捉摸的。在这里，我们提出了一个实验研究的介电磁化率峰的演变作为一个函数的压力在近铁电材料，钛酸锶，它揭示了峰的位置向绝对零度的铁电量子临界点接近崩溃。我们表明，这种行为可以详细描述，而不使用可调参数的拉金-赫梅利尼茨基-Shneerson-Rechester（LKSR）理论，首次介绍了近50年前，杂交的极性和声学模式的量子顺电体，在对比替代模型，已被提出。我们的研究使我们能够第一次构建一个详细的温度-压力相图的铁电量子临界点的边界上的材料，包括铁电，量子临界顺电和杂化的极性声学制度。此外，在最低温度下，低于磁化率最大值，我们观察到一个新的制度，其特征在于由线性温度依赖性的逆磁化率，从四次温度依赖性的LKSR理论预测的急剧不同。我们发现，这种非LKSR低温制度不能占在文献中报道的任何详细的模型，其解释提出了一个新的经验和概念的挑战。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Quantum criticality in a uniaxial organic ferroelectric
三肌氨酸氯化钙（TSCC）是一种高单轴铁电体，居里温度约为130 K。通过抑制铁电性溴取代氯网站，纯单晶通过铁电量子相变调谐。由此产生的量子临界制度进行了详细的研究-第一次为单轴铁电和有机铁电-并发现持续到至少30 K至40 K的温度。单轴材料中长程偶极相互作用的性质导致极化中自由能膨胀的非解析项，预测介电磁化率随接近量子临界点的$1/T^3$而变化。而不是这样，我们发现，介电磁化率变化为$1/T^2$预期和观察到的更好地了解多轴系统。我们解释了这一结果，通过确定超弱性质的偶极子在TSCC家庭的晶体。有趣的是，我们在顺电样品中接近量子临界点的低温下观察到逆介电函数的浅最小值，这可能归因于量子极化和应变场的耦合。最后，我们提出的热容和电热效应的结果，并解释如何在铁电体和顺电体的极化的时间依赖性应被认为是定量估计的温度变化引起的外加电场。
2014-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resonant Ultrasound Spectroscopy of single crystalline KH$_{2}$PO$_{4}$
本研究利用共振超声谱探究单晶KDP顺电-铁电相变的弹性质，发现多个弹性常数异常变化，揭示晶格与极化的高阶耦合及体积、剪切模量的不同演化规律。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic inversion symmetry breaking and ferroelectricity in TbMnO3
TbMnO_3是一种正交晶系的绝缘体，在温度T_N < 41K时的无公度自旋有序伴随着T < 28K时的铁电有序。为了理解这一点，我们使用中子衍射建立铁电转变上方和下方的磁性结构。在顺电相，自旋结构是无公度的，并且是自旋调制的。然而，在铁电相中，存在横向的无公度螺旋。我们发现，螺旋打破空间反演对称性，可以占TbMnO 3的磁电。
2005-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct transition from a disordered to a multiferroic phase on a triangular lattice
竞争相互作用和几何挫折提供了有利的条件，奇异的物质状态。这种竞争通常会导致作为温度函数的多个相变，并可能导致破坏反转对称性的磁性结构，从而诱导铁电性[1-4]。虽然这种现象是理解唯象[3-4]，这是非常感兴趣的有一个概念上更简单的系统，其中铁电性出现符合一个单一的磁性相变。在这里，我们报告的第一个这样的直接过渡从顺磁和顺电相的三角晶格反铁磁体RbFe（MoO 4）2（RFMO）的无公度多铁性。当磁序的对称性发生变化时，磁场使电极化的强度减小，而铁电性仅在磁结构具有手征性并破坏反转对称性时才能观察到。RFMO中的多铁性行为提供了一个理论上易于处理的例子，说明竞争自旋相互作用产生的铁电性。朗道展开的自由能中允许的项表明，手征磁序的三角晶格反铁磁体产生的赝电场，其温度依赖性与实验观察到的一致。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A ferroelectric quantum phase transition inside the superconducting dome of Sr$_{1-x}$Ca$_{x}$TiO$_{3-δ}$
SrTiO $_{3}$是一种量子顺电体，在除去极少量的氧原子后成为具有超导不稳定性的金属。它变成一个铁电体后，取代一小部分的锶原子与钙。这两个顺序可能是偶然的邻居或密切相关，如量子临界铁电性的图片。在这里，我们表明，在锶$_{1-x}$钙$_{x}$钛$_{3-δ}$（$0.002<x<0.009$，$δ<0.001$）的铁电秩序共存的稀金属和超导不稳定性在一个有限的窗口的掺杂。在临界载流子密度下，量子相变破坏了铁电有序，临界载流子密度与Ca含量成比例。我们检测到正常状态的散射和一个显着的修改超导圆顶附近的量子相变的好转。用钙取代的超导转变温度的提高证明了铁电邻近在该系统中超导性的早熟出现中所起的作用，限制了配对的可能的理论方案。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
