Theory of magnetic switching of ferroelectricity in spiral magnets
以TbMnO 3和DyMnO 3为例，提出了自旋螺旋多铁性材料中电极化的强度（P）磁开关的微观理论.我们通过精确自旋模型的蒙特卡罗模拟再现了它们在磁场H_ex下的相图，揭示了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用、自旋各向异性和自旋交换之间的竞争受外加H_ex的控制，导致了伴随着P重取向或消失的磁转变。我们还讨论了所提出的机制与许多其他多铁性材料如LiCu_2 O_2，MnWO_4，Ni3V2O4
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-spiral inhomogeneity as the origin of ferroelectricity in orthorhombic manganites
我们认为，在相对论自旋轨道相互作用下，正交锰氧化物的自旋螺旋态中自旋的均匀分布发生了形变。由此引起的自旋螺旋的不均匀性引起的铁电响应的纯电子的起源在偶数周期性的磁性结构。该机制是通用的，并解释了铁电性的外观在两个倍周期结构的HoMnO 3以及四倍周期结构的TbMnO 3。然而，奇周期磁性结构保持反转对称性，因此不是铁电性的。我们的分析是基于低能量模型来自第一性原理的电子结构计算和贝里相位形式主义的电子极化。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal electromagnon excitation in the non-cycloidal phase of TbMnO3 under pressure
磁电耦合，即，电阶和磁阶之间的互相关是组合用于下一代可切换装置的材料的功能性的非常期望的性质。具有自旋驱动的铁电性的多铁性呈现出这样一种相互作用，伴随着称为电磁振子的磁活性和电活性激发。TbMnO 3是一种典型的材料，其中在摆线磁相中观察到两个电磁振子。然而，它们在TbMnO 3中的观察仅限于摆线自旋相，并且可以支持电磁振子激发的磁基态仍在争论中。在这里，我们通过在压力下进行拉曼光谱测量表明，当基态从摆线相进入反铁磁相（E型）时，较低能量的电磁子（4毫电子伏）消失。相反，更高能量的电磁子（8毫电子伏）的磁电活动的强度增加了一个数量级。使用微观模型计算，我们表明，lowerenergy电磁子，观察到的摆线相，起源于高次谐波的磁摆线，我们确定的对称交换-伸缩机制是在起源的较高能量的电磁子，即使在E-型相的生存。TbMnO 3中电磁振子活性的巨大增强为更有效地使用多铁性材料在磁振子器件中产生、转换和控制自旋波铺平了道路。
2019-01-03 cond-mat.mtrl-sci 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
Evidence for large electric polarization from collinear magnetism in TmMnO3
自Kimura等人[1]发现正交畸变钙钛矿TbMnO 3中反铁磁有序和铁电有序共存且强耦合以来，磁电（ME）多铁性领域的研究活动日益活跃。现在普遍认为，TbMnO 3中的铁电性是由磁性长程序引起的，这种磁性破坏了晶体的对称性并产生了极轴[2]。一个剩下的关键问题是磁序是否能诱导铁电极化，这是大的技术上有用的材料。我们表明，铁电性在正交（o）TmMnO 3共线磁序诱导，其电极化的强度的下限是大于以前研究的正交重稀土锰氧化物。晶格常数的温度依赖性提供了大的自旋-晶格耦合效应的进一步证据。我们的实验表明，具有相称磁基态的正交钙钛矿中的铁电极化可以通过1微C/cm 2阈值，如理论[3，4]所建议的。
2009-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity and Magnetoelectric Coupling in TbMnO3 Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法在掺Nb的SrTiO_3（001）衬底上生长多铁性TbMnO_3薄膜及其功能特性。通过进行详细的磁性和铁电性能的测量，我们表明，在大块晶体中已知的自旋起源的多铁性可以成功地转移到TbMnO 3薄膜。同时，观察到异常的磁性转变和不寻常的磁电耦合有关的Tb的时刻，这表明在薄膜中的Tb的修改的磁配置相比，散装对应物。此外，它被发现，磁电耦合启用Tb矩甚至可以看到远高于Tb自旋有序温度，这提供了一个更大的温度范围内的磁电控制涉及Tb矩。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multipolar ferroelectricity in the Mott regime
本文研究莫特绝缘体中非本征铁电性的物理起源，提出多极有序可诱导电极化，并展示从逆 Dzyaloshinskii-Moriya 机制到多极机制的转变，为多极磁体铁电性提供新视角。
2025-06-19 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
X-ray Resonant Scattering Study of the Order Parameters in Multiferroic TbMnO$_3$
我们报告的多铁性化合物TbMnO $_3$的广泛调查。非共振X射线磁散射（NRXMS）揭示了占主导地位的$A$型结构域.与无公度磁序相关的强度和波矢的温度依赖性被发现与中子散射数据吻合得很好。在高温共线相、中温摆线/铁电相和低温相的Mn $K$和Tb $L_3$边缘附近进行XRS实验。在共线相位中，在与$A$型峰相关的Mn $K$边缘发现了共振$E1-E1$伴峰，但也发现了$F$型峰. $F$型卫星的方位角依赖性（以及它们在NRXMS实验中的缺失）表明它们很可能是非磁性的。相反，我们建议，它们可能与感应电荷多极。在Tb $L_3$边缘共线相观察到共振$A$和$F$型卫星（$E1-E1$）.这些我们归因于一个极化的Tb 5 $d$状态的有序的Mn亚晶格。在摆线/铁电相的一组新的共振卫星出现相应的$C$型顺序。这些仅出现在Tb $L_3$边缘。除了在$σ-π^\prime$通道中占主导地位的$E1-E1$分量之外，在具有$σ-σ^\prime$极化的前边缘中发现较弱的分量。使用$FDMNES$代码进行XRS的计算，表明出现在铁电相中的Tb $L_3$ $C$型峰的未旋转的$σ-σ^\prime$分量包含来自相对于空间和时间都是奇数的多极的贡献，在各种上下文中称为回极点。
2007-11-08 cond-mat.str-el
Unified Model of Ferroelectricity Induced by Spin Order
自旋有序诱导的多铁性的铁电性通常通过考虑纯电子或离子位移的贡献来解释。然而，没有一个通用模型同时包括这两种效应。在这里，我们提出了一个现实的模型来描述离子位移的铁电性的基础上的自旋晶格耦合哈密顿量的一部分。结合这个模型与我们以前的纯电子模型的自旋顺序诱导极化，我们提出了一个统一的模型，包括这两种效果。通过将统一模型应用于电子和离子位移贡献变化很大的代表性多铁性材料，我们发现，该模型不仅可以再现第一性原理的结果，而且还提供了洞察铁电性的起源。
2013-02-06 cond-mat.str-el
Multiple magnetic ordering phenomena in multiferroic o-HoMnO3
正交晶系HoMnO_3是一种多铁性材料，其中Mn的反铁磁有序诱导了铁电性。第二个过渡发生在多铁性相，其中的铁电极化的强烈增强伴随着反铁磁有序的Ho 4f磁矩发生。利用共振X射线衍射的元素选择性，我们研究了Mn 3d和Ho 4f磁矩的磁序。我们明确地表明，Mn磁序的影响，Ho 4f磁序转变。基于（0 q 0）和（01-q 0）磁反射的方位角依赖性，我们建议Ho 4f阶类似于先前观察到的Tb 4f在TbMnO 3中的阶，其类似于ac摆线。这与Mn顺序不同，Mn顺序已经被证明对于两种材料是不同的。使用非共振衍射，我们表明，磁致铁电晶格畸变是不受Ho订购，这表明一种机制，通过该机制Ho顺序影响极化，而不影响晶格中的Mn顺序相同的方式。
2020-08-04 cond-mat.str-el
Ferroelectricity due to orbital ordering in E-type undoped rare-earth manganites
为了理解未掺杂锰氧化物中电子对铁电极化的贡献的起源，我们评估了轨道极化布洛赫电子的Berry相作为反铁磁E型配置背景下建立的轨道有序（OO）。在紧束缚模型中，OO的发生是由Jahn-Teller（JT）相互作用调节的，该模型用于相互作用的电子沿Z字形链运动。一旦JT耦合强到足以诱发OO，就会发现有限的极化，这支持了第一性原理预测的大电子贡献。
2011-02-24 cond-mat.str-el
Spin-lattice coupling mediated multiferroicity in (ND4)2FeCl5D2O
本文报道了一种具有磁致铁电性的分子化合物（ND_4）_2FeCl_5D_2 O的多铁性机制的中子衍射研究。这种材料表现出两个连续的磁性转变冷却：一个长程序过渡到无公度（IC）共线正弦自旋状态在TN=7.3 K，其次是第二次过渡到IC摆线自旋状态在TFE=6.8 K，后者是伴随着自发铁电极化。的摆线结构强烈扭曲的自旋晶格耦合所证明的观察奇数和偶数高阶谐波与摆线波矢量，和一个弱的相称的阶段，与IC阶段共存。二阶谐波的出现与电极化的强度的开始相一致，从而提供了明确的证据，即诱导的电极化的强度是由自旋-晶格相互作用介导的。我们的结果为这个系统，其中的轨道角动量预计将被淬火，是非常相似的那些原型TbMnO 3，其中的磁电效应归因于自旋轨道耦合。
2016-05-17 cond-mat.str-el
Intriguing relaxor ferroelectricity in a polar CT crystal at the neutral-ionic interface
我们研究了混合堆电荷转移晶体N，N '-二甲基吩嗪-TCNQ（M $_2$ P-TCNQ），其在室温下是极性的，并且恰好在中性-离子界面（离子性$ρ\approx 0.5$）处。我们检测到典型的弛豫铁电体的介电签名和不对称的正向上负向下的行为。虽然弛豫铁电性通常归因于在晶体中的无序，我们没有发现在所研究的晶体中的结构无序的证据。为了阐明起源的M $_2$ P-TCNQ的介电性能，我们进行并行的结构和光谱测量，与理论建模和量子力学计算。我们的共同努力指向一个高度极化的电子系统，是强烈耦合到晶格振动。所发现的极化反转的迹象意味着翻转的弯曲构象的M $_2$ P分子与一个相关的能量势垒的几十个电子伏特，大致符合阿耳忒弥斯适合的介电弛豫时间。虽然极化主要是电子起源，其可能的逆转意味着缓慢的集体运动，受到固态分子间相互作用的影响。
2020-09-03 cond-mat.str-el
Strong Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Origin of Ferroelectricity in Cu2OSeO3
通过密度泛函计算，我们调查的Skyrmion状态和铁电性在Cu 2 OSeO 3的起源。我们发现两种不同的铜离子之间的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用非常强，并诱导螺旋基态和skyrmion态在磁场的存在下，分别。基于自旋有序诱导极化的一般模型，我们提出了Cu_2OSeO_3在共线亚铁磁态的铁电极化是由一种不寻常的机制引起的，即，由于自旋轨道耦合的单自旋位置贡献。
2012-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of ferroelectricity in the multiferroic barium fluorides BaMF4
我们提出了第一性原理研究的一系列多铁性氟化钡的组成BaMF 4，其中M是Mn，Fe，Co，或Ni。我们讨论的结构，电子和磁性的趋势，我们表明，在这些系统中的铁电性的结果从“冻结”的一个单一的不稳定的极性声子模式。与标准钙钛矿铁电体的情况相反，这种结构畸变不伴随阳离子和阴离子之间的电荷转移。因此，在多铁性氟化钡中的铁电不稳定性仅仅是由于尺寸效应和底层晶体结构的特殊几何约束而产生的。
2006-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of Ferroelectricity in Orthorhombic LuFeO$_3$
我们表明，小，但有限的铁电极化（$\sim$ 0.01 $μ$ C/cm $^2$）出现在正交LuFeO $_3$（$Pnma$）在$T_N$（$\sim$ 600 K），因为相称（k = 0）和共线磁结构。同步辐射X射线和中子衍射数据表明，极化可能源于增强的键共价性以及晶格的细微贡献。理论计算表明，键的共价性增强，以及结构过渡到极性$Pna2_1$相低于$T_N$的可能性。事实上，发现$Pna2_1$相在正交LuFeO $_3$（$albeit$具有非常小的能量差）中比在同构和非铁电LaFeO $_3$或NdFeO $_3$中在能量上有利地低于$T_N$。施加电场通过电致伸缩在LuFeO $_3$中引起有限的压致伸缩，从而在压电响应力显微镜中产生清晰的畴衬度图像。
2019-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetically-induced ferroelectricity in orthorhombic manganites: microscopic origin and chemical trends
利用第一性原理Wannier函数解释了共线AFM-E正交锰氧化物中磁驱动铁电性的微观起源。我们发现，极化主要是由轨道极化的Mn eg状态的“非对称电子跳跃”，隐含在AFM-E配置中的奇特的平面之字形自旋排列决定的。在ortho-HoMnO 3中，Wannier功能中心相对于相应的离子位置在很大程度上发生位移，这意味着最终极化受到纯电子贡献的强烈影响，与离子位移占主导地位的标准铁电体不同。然而，极化的最终值是竞争效应的结果，如由来自Mn eg和t2 g状态的对极化的贡献的相反符号所示。此外，系统地分析了锰氧化物系列中铁电性与自旋、轨道和晶格自由度之间的联系，目的是确定作为稀土离子函数的化学趋势。我们的研究结果表明，Mn-O-Mn角是决定交换耦合的关键量：当Mn-O-Mn角减小时，第一（第二）最近邻铁磁（反铁磁）相互作用减小（保持不变），从而分别稳定弱或强扭曲锰氧化物的AFM-A或AFM-E自旋构型。Mn eg对极化的贡献随Mn-O-Mn角的增大而增大，随“长”Mn-O键长的增大而减小，而Mn t2 g对极化的贡献随“短”Mn-O键长的增大而减小，部分抵消了前者。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity of Neel-type magnetic domain walls
观察到铁石榴石薄膜中Neel型畴壁的磁电特性与手征有关。电驱动的磁畴壁运动随着探针电极性的反转和畴壁的手征性从顺时针到逆时针的切换而改变方向。这证明了电场引起的微磁结构转变的起源是非均匀磁电相互作用。
2010-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity from iron valence ordering in rare earth ferrites?
本文综述了LuFe2O4和结构相关的稀土铁氧体中电荷有序化引起的多铁性的可能性。最近的铁电性的宏观指标和耦合自旋和电荷顺序的微观测定的实验工作表明，这种情况并不成立。理解实验观察到的电荷和自旋序的起源将需要进一步的理论工作。最近在这些材料的研究，如几何挫折效应，可能的电场诱导的过渡，或轨道顺序的其他方面也简要处理。
2013-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual nature of improper ferroelectricity in a magnetoelectric multiferroic
利用第一性原理计算，研究了正交晶系HoMnO 3中磁有序引起的铁电性的微观起源。我们获得了迄今为止在整个类反常磁性铁电体中观察到的最大铁电极化。我们发现，这两个建议的机制FE在多铁性，晶格和电子为基础的，是同时活跃在这个化合物：铁电极化的大部分出现由于量子力学效应的电子轨道极化，除了传统的极性原子位移。一个有趣的机制切换的磁电域由电场通过180度相干旋转的Mn自旋也提出了。
2007-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of spin-driven ferroelectricity and effect of external pressure on the complex magnetism of 6H-perovskite Ba3HoRu2O9
本研究结合中子衍射、理论计算与同步辐射XRD，揭示Ba3HoRu2O9中Ru(4d)与Ho(4f)通过逆D-M相互作用产生自旋驱动铁电性，并发现外压可提升其磁有序温度。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ising magnetism and ferroelectricity in Ca$_3$CoMnO$_6$
本文用$ab$ $initio$电子结构计算和X射线吸收光谱研究了Ca $_3$ CoMnO $_6$的伊辛链磁性和铁电性的起源。我们发现Ca $_3$ CoMnO $_6$在自旋链中具有交替的三角棱柱Co $^{2+}$和八面体Mn $^{4+}$位置。Co $^{2+}$和Mn $^{4+}$都处于高自旋态。此外，Co $^{2+}$具有1.7 $μ_B$的巨大轨道矩，这是造成显著伊辛磁性的原因。中心对称的晶体结构，迄今为止已知的计算是不稳定的交换收缩在实验观察到的$\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow$反铁磁结构的伊辛链。计算的Co-Mn距离的不等价性解释了铁电性。
2008-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable ferroelectricity in artificial tri-layer superlattices comprised of non-ferroic components
假设没有铁性成分的异质结构材料系统不显示与铁电性相关的有序性。然而，在由过渡金属氧化物组成的异质结构中，由界面引入的破坏可以影响电子自旋、电荷和轨道之间的竞争相互作用的平衡。这导致了异质结构的原始构建块中缺乏的特性的出现，包括金属性，磁性和超导性。在这里，我们报告的发现，铁电性的人工三层超晶格仅由非铁电性NdMnO 3/SrMnO 3/LaMnO 3层。铁电性观察到低于40 K表现出很强的可调谐性的超晶格周期性。此外，磁电耦合导致150%的磁调制的极化。密度泛函计算表明，打破空间反转对称性和混合价，因为阳离子不对称性和界面极性不连续，分别引起所观察到的行为。我们的研究结果表明，工程的非对称分层结构与紧急铁电和磁场可调功能不同的正常设备，其中组件是典型的铁电体。
2012-09-23 cond-mat.mtrl-sci 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
Highly tunable magnetic spirals and electric polarization in Gd$_{0.5}$Dy$_{0.5}$MnO$_3$
近年来，在多铁性材料领域的研究中，发现了许多由摆线螺旋序诱导的铁电性新材料。电极化的强度的方向通常受到自旋各向异性和磁场的约束。在这里，我们报告的混合稀土锰氧化物，Gd $_{0.5}$ Dy $_{0.5}$ MnO $_3$，表现出自发的电极化的强度沿一般方向在晶体ac平面，这是抑制低于10 K，但重新出现在一个施加的磁场。中子衍射测量结果表明，极化方向的结果从一个大的倾斜的螺旋平面相对于结晶轴和铁电性的抑制是由一个摆线螺旋转化成一个螺旋的，这是一个独特的属性稀土锰氧化物。螺旋平面取向的自由度允许铁电性的精细磁控制，即旋转以及取决于磁场方向的极化的强烈增强。我们表明，这种不寻常的行为起源于过渡金属和稀土磁性子系统之间的耦合。
2019-03-05 cond-mat.str-el
Origin and tuning of room-temperature multiferroicity in Fe doped BaTiO$_3$
Fe掺杂BaTiO $_3$（BTO）中室温铁磁性和铁电性的同时存在是令人感兴趣的，因为Fe掺杂到室温铁电性（FE）的四元BTO中，导致其六方多晶型的稳定化，其仅在低于$\sim$ 80 K时为FE。在这里，我们调查它的起源，并表明，Fe掺杂的BTO具有混合相的室温多铁性，其中铁磁性来自大多数六方相和少数四方相引起所观察到的弱铁电性。为了实现大部分的四方相（负责室温-T铁电性）在Fe掺杂的BTO，我们调查的作用，主要控制的PE六方相稳定性的FE四方酮，并确定三个主要因素，即，离子尺寸的影响，Jahn-Teller（J-T）扭曲和氧空位（OVs），主要负责。离子尺寸的影响，它可以定性地表示使用Goldschmidt的公差（GT）的因素似乎是六方相稳定性的主要决定因素。对这些因素的理解不仅使我们能够控制它们，而且，获得合适的共掺杂的BTO化合物，具有增强的室温-T多铁性。
2020-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Improper Ferroelectricity in Helicoidal Antiferromagnet Cu3Nb2O8
Cu_3Nb_2O_8是一种特殊的多铁性化合物，在低温下会发生一系列磁有序。在TN 1 ~25 K下，电极化的强度同时发展，对应于非共线螺旋有序（Phys. Rev. Lett. 107，137205（2011））。但问题仍然存在于这种现象的微观起源。在此通信中，我们报告了一个详细的研究，诱导极性有序的Cu 3 Nb 2 O 8进行极化，磁化强度，介电常数和热容量的测量在很宽的温度范围和磁场。介电常数在磁场中表现出抑制作用，但不随外加磁场的施加而向低温方向移动。磁介电效应的出现表明，在磁场存在下，q相关的磁关联函数的贡献随着权重的增大而增大。这种磁关联函数是与铁轴矢量和我们的整体结果支持这种机制的观察Cu 3 Nb 2 O 8的multiliferroicity。
2014-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of Magnetic Order, Ferroelectricity, and Lattice Strain in Multiferroic Rare Earth Manganites
多铁性稀土锰氧化物由于同时存在不同类型的磁性和铁电性有序而引起人们的关注，并产生了复杂的相图和丰富的物理现象。在几种化合物中观察到的不同顺序和大磁电效应的耦合和相互干扰具有根本的兴趣，并具有未来应用的潜力，其中介电（磁）性质可以通过磁（介电）转变的发生或磁（电）场的应用进行修改。磁电效应的物理机制和铁电有序在磁转变的起源还有待探索。我们讨论了多铁性现象的六方HoMnO 3和强磁-介电耦合是密切相关的晶格应变引起的异常大的自旋-声子相关。
2005-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Covalency driven modulation of paramagnetism and development of lone pair ferroelectricity in multiferroic Pb$_3$TeMn$_3$P$_2$O$_{14}$
从金属-氧共价性和由此产生的多铁性出发，从实验和理论两方面研究了铅基硅酸镧系化合物$_3$的结构、磁性和介电性质.已知Pb 6 $p$和O2 $p$之间的大共价性在Pb的立体化学孤对电子对活性背后起着重要作用。同样的情况也发生在这里，但在室温以上的微妙的结构相变改变了这种孤对活性的程度，并且该系统在310 K以下变成铁电体。有趣的是，这种结构变化还调节了不同组成原子上的电荷密度，从而调节了系统的整体磁响应，同时保持了化合物的整体顺磁性行为。这种极性和顺磁性调制的单一起源内在地连接了两种功能，并且该系统在室温下表现出多铁性。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A new quantum hydrodynamic description of ferroelectricity in spiral magnets
针对强关联磁介质电极化特性缺乏理论模型的问题，研究基于多粒子量子流体力学方法，建立微观与唯象铁电理论关联，推导极化演化方程，可复现已知结果并预测新效应，为动态磁电效应研究提供工具。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ordering process and ferroelectricity in a spinel derived from FeV2O4
已知尖晶石FeV 2 O 4表现出特殊的物理性质，这通常归因于两种阳离子的不寻常存在，这两种阳离子显示出自旋、轨道和晶格自由度之间的显著相互作用（分别在四面体和八面体位置上的Fe 2+和V3+）。本工作报告的实验重新调查这种材料的基础上广泛的技术组合，包括X射线衍射，能量色散和穆斯堡尔谱，以及磁化，热容，介电和极化测量。特别注意的是，首先要建立确切的阳离子组成的调查样品，这被发现是Fe1.18V1.82O4。所有的物理性质都指出了一个复杂的有序化过程，在TS = 138 K时发生结构转变，然后在TN 1 = 111 K和TN 2 = 56 K时发生两个连续的磁结构转变。后一个转变标志着电极化的强度的出现，详细分析了磁化数据，讨论了T<TN 2时磁态的性质。考虑到两个自旋耦合，以及Jahn-Teller效应和自旋轨道稳定机制，提出了一个整体的解释的转变序列。最后，在最近的模型的基础上，在Fe 1.18V 1.82O4的铁电性的起源进行了讨论。
2012-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic-field-induced switching between ferroelectric phases in orthorhombic-distortion-controlled $R$MnO$_{3}$
研究了稀土离子四个$f$磁矩存在时Eu $_{0.595}$ Y $_{0.405}$ MnO $_{3}$ $without$的介电和磁性，发现了在零磁场下沿$a$和$c$轴极化的两个铁电相.磁场诱导的铁电相变是通过施加平行于a轴的磁场使铁电极化方向由a轴向c轴转变而实现的。与TbMnO $_{3}$的情况（其中TbPDMATHABMT离子的4个$f$磁矩在这样的铁电相变中起重要作用）相反，Eu $_{0.595}$ Y $_{0.405}$ MnO $_{3}$中的铁电相变之间的磁场诱导的相变不是源自稀土4自旋$f$磁矩的磁跃迁，而是源自Mn 3 $d$磁矩的磁跃迁。
2005-12-07 cond-mat.str-el
Complex nature of magnetic field-induced ferroelectricity in GdCrTiO5
这项工作显示了一个非常规的路线自旋驱动铁电性起源于亚稳磁场诱导的铬亚晶格在钆时刻的存在下，在低温下倾斜。与同结构的钕化合物相比，其磁性和磁电效应有明显的不同。我们提出的结果，彻底调查的温度和磁场依赖的磁化以及交流和直流磁化率。这些散装测量的补充本地探测光谱利用电子自旋共振和μ子自旋旋转/弛豫探测铬时刻。铁电秩序推断从热电和磁电流测量。只有当系统在超过10 kOe的外加磁场中冷却时，GdCrTiO 5才显示出约10 K的热电流信号。一个独特的自旋驱动的铁电秩序揭示在这种状态下的温度低于10 K，这可以通过改变磁场方向和极性的电场切换。但是，磁性测量没有显示出长程磁性有序的明显特征。在没有任何元磁行为的情况下存在这种元磁电型行为在文献中是罕见的。我们的显微光谱结果表明，在10 K附近的磁性能的显着变化。可能存在Gd和Cr矩之间的交换挫折，这阻止了在进一步高温下的长程磁有序。低于10 K，弱磁有序发生由于晶格畸变，这有助于磁介电耦合的挫折最小化。然而，非极性失真达到可观的值后，应用磁场超过10千欧打破空间反转对称，这产生铁电性。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Coexistence of Ferroelectric Phases ($P\parallel a$ and $P\parallel c$) in Orthorhombic Eu$_{1-y}$Y$_y$MnO$_3$ ($y>0.5$) Crystals
研究了正交晶系Eu $_{1-y}$ Y $_y$ MnO $_3$（$0\leq y\leq 0.6$）单晶在不存在稀土离子的4个$f$磁矩的情况下的磁性和介电性质。在$y\geq 0.2$中，观察到磁结构驱动的铁电性。随着$y$的增加，铁电转变温度急剧降低。在$y\geq 0.52$中，两种铁电相（$P\parallel a$和$P\parallel c$）在低温下共存。在这些阶段，铁电性有不同的起源，这是证明了独特的极化电场的极化依赖性。也就是说，沿c轴的电极化（$P_c$）容易被极化电场饱和，因此$P_c$是由$bc$螺旋反铁磁序引起的。另一方面，沿a轴的电极化（$P_a$）可能归因于共线$E$型反铁磁序，因为即使在$10^6$ V/m的极化场中，$P_a$也是不饱和的。
2011-07-14 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
Ferroelectric and Magnetic Domains in LuFe2O4 Observed by Scanning Probe Microscopy
LuFe_2O_4是一个多铁性体系，在~230 K以下同时表现出铁电性、电荷序和亚铁磁序。利用压电响应力显微镜（PFM）和静电力显微镜（EFM）对LuFe_2 O_4的铁电畴进行了成像，而磁畴则用磁力显微镜（MFM）进行了表征。比较PFM和EFM的结果，得出铁电性是电子起源的结论，而不是通常的位移。同时表征的铁电和磁畴的EFM和MFM，分别在同一个表面上的LuFe 2 O 4揭示，这两个域具有类似形状的不规则图案，但长度尺度是完全不同的。铁电畴的畴尺寸约为100 nm，而磁畴尺寸要大得多，可达1μm。我们还表明，在LuFe 2 O 4的不规则域的形成的起源不是外在的，而是内在的。
2014-07-17 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
Absence of polar order in LuFe2O4
LuFe2O4通常被认为是一种典型的多铁性材料，其极性顺序仅由电子自由度产生（“电子铁电性”）。在目前的工作中，我们检查这种材料的介电响应的固有性质进行介电测量的多晶样品与不同类型的接触材料和不同的晶粒尺寸。此外，提供了电场相关极化的频率相关测量。所得到的结果毫不含糊地证明，在LuFe2O4，这是解释在电子铁电性方面的报告巨大的介电常数，是非本征表面相关的起源。这种材料的固有介电性质没有显示任何铁电顺序的迹象，因此，LuFe2O4不是多铁性的。它的固有介电常数接近20，其介电损耗主要由通过可变范围跳跃的电荷输运决定。
2012-04-05 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
d5-off-centering induced ferroelectric and magnetoelectric correlations in trirutile-Fe2TeO6
在G型（TN~210 K）反铁磁体Fe_2TeO_6（FTO）化合物中发现了d_5偏心弱铁电极化，并证明了其与所观测到的磁电（ME）性质的相关性.铁电性的起源与晶格和离子核周围不对称的电子密度分布有关。在磁场相关极化、ME电压和磁应变测量中观察到ME耦合。在300 K下，由于双氧桥Fe-O 1-Fe通道的双分子层内二聚体交换耦合导致的短程磁有序在该体系呈现负非线性磁场依赖的磁致伸缩行为中起主导作用.通过Fe-O2-Fe途径的双层间交换主要决定了TN以下的滞后非线性磁场依赖性ME响应。观察到的非线性ME耦合表明磁弹性，如温度和磁场相关应变测量所示。因此，在FTO中，d5离子的铁电性和磁电耦合是罕见的存在。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electromagnons in multiferroic RMn2O5 compounds and their microscopic origin
本文总结了多铁性RMn_2 O_5化合物中电磁振子的现有实验数据，其中R表示稀土离子Y或Bi，并讨论了一个现实的微观模型，这些材料的假设基础上，磁-感生铁电性和电磁振子吸收完全依赖于各向同性海森堡交换和自旋与极性晶格模式的磁致伸缩耦合，相对论效应该模型解释了许多磁性和光学性质的RMn 2 O 5锰氧化物，如自旋重取向过渡，磁致极化，外观的电磁振子峰在非共线自旋状态和光的偏振，该峰被观察到。我们比较了RMn 2 O 5和RMnO 3化合物的电磁振子的实验和理论结果。
2008-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural Anomalies at the Magnetic and Ferroelectric Transitions in $RMn_2O_5$ (R=Tb, Dy, Ho)
在多铁性材料$RMn_2O_5$中发现了磁和铁电相变热膨胀系数的强烈异常。讨论了它们与比热和介电常数异常的相关性。结果为化合物中强自旋-晶格耦合介导的铁电性的磁性起源提供了证据。$HoMn_2O_5$的中子散射数据表明在两个低温相变的自旋重新取向。
2006-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
