Bi containing multiferroic perovskite oxide thin films
在这项工作中，多铁性薄膜的Bi含钙钛矿氧化物，其中的铁电性的驱动力是Bi 3+孤对电子进行了讨论。首先，简要介绍了含Bi的多铁性钙钛矿氧化物，描述了在这些化合物中建立磁性和铁电有序的机制，并报道了这一领域的一些最新研究进展。第二部分介绍了脉冲激光沉积法生长BiMnO 3、（Bi 0.9La 0.1）2NiMnO 6（BLNMO）和BiFeO 3薄膜的实验研究。第三部分是专门的物理性质，这种薄膜的结构表征和磁性和铁电性能及其相关性的磁电耦合（MEC）的形式。
2014-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic dielectric properties of magnetodielectric La$_2$CoMnO$_6$
具有双钙钛矿结构的锰氧化物由于其有趣的磁电和介电响应而备受关注。特别地，在射频和室温下，在La $_2$ CoMnO $_6$（LCMO）中已经观察到巨大介电常数（CDC）行为。在本文中，我们采用红外反射率光谱到LCMO陶瓷通过修改Pechini的方法获得确定声子的贡献的本征介电响应的系统，并调查CDC的起源。对LCMO的主要极化模和声子参数的分析表明，LCMO的CDC效应是纯外生的。此外，我们还估算了材料在微波区、$e'_s \sim 16$和$Q_u \times f \sim 124$ THz的介电常数和品质因数，表明LCMO适合于微波器件和电路的应用。
2014-11-10 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Theoretical prediction of multiferroicity in double perovskite Y$_2$NiMnO$_6$
在{ \it ab initio}密度泛函计算的基础上，提出了R $_2$ NiMnO $_6$族（其中$R$为稀土原子）双钙钛矿结构作为一类新的多铁性材料.我们发现，改变$R$从La到Y驱动的基态从铁磁反铁磁与$\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow$自旋模式。这种$^*$型的有序化破坏了反转对称性，产生了少量$μC/cm^2$的铁电极化.通过分析模型的哈密顿量，我们了解这种转变的微观起源，并表明，外部电场可以用来调整过渡，从而使电气控制的磁化。
2009-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perovskite Manganites Hosting Versatile Multiferroic Phases with Symmetric and Antisymmetric Exchange Strictions
建立了正交晶系$R$ MnO $_{3}$在$R$离子上有磁矩和无磁矩时的完全磁电相图。三种多铁性基态，$ab$ -摆线，$bc$ -摆线，共线$E$型相，已被确定为不同的ME响应。由对称自旋交换控制的$E$型相（$bm{S}_{i} cdot bm{S}_{j}$）电极化的强度是由反对称自旋交换控制的$bc$ -摆线相（$bm{S}_{i} times bm{S}_{j}$）的10倍以上，并且在不同来源的多铁性相之间的双临界相界附近，ME响应增强。这些发现将为磁感应多铁性材料的发展提供重要线索。
2009-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of electromagnon in the multiferroic Mn perovskites: Vital role of higher harmonic components of the spiral spin order
我们从理论上研究了稀土（R）Mn钙钛矿RMnO 3磁螺旋诱导多铁性相的太赫兹频率范围内的电磁振子及其光谱（OS），考虑到螺旋自旋组态的椭圆变形或高次谐波，这一点迄今为止一直被忽略。一个现实的自旋哈密顿量，它给出了与实验一致的相图，解决了一个长期存在的难题，即，OS的双峰结构，具有源自与带边缘状态杂交的磁振子模式的较大低能峰。我们还预测了与电磁振子相关的磁振子分支，这可以通过中子散射实验来检验。
2010-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the multiferroic spiral spin-order in the RMnO3 perovskites
本文用双$e_{\rm g}$轨道双交换模型研究了钙钛矿多铁锰氧化物$R$ MnO $_{3}$（$RE=$ Tb或Dy）中螺旋自旋序的起源.我们的主要结果是，实验观察到的螺旋相位可以通过引入一个相对较弱的次近邻超交换耦合（$\sim10%$的最近邻超交换）稳定。此外，Jahn-Teller晶格畸变也被证明是必不可少的，以获得一个现实的螺旋周期。支持我们的结论，通用相图的未掺杂的钙钛矿锰氧化物得到使用蒙特卡罗模拟，显示从A型反铁磁体，螺旋相，并最终到E型反铁磁体的相变，随着尺寸减小的$R$离子。这些结果定性地解释了增强的相对强度的超交换。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic Studies on La0.7Bi0.3CrO3 Perovskite
研究了多晶La_（0.7）Bi_（0.3）CrO_3的磁性和介电性能。在TN = 230 K时观察到倾斜反铁磁（CAF）相变，产生弱铁磁性。在10 K下的M-H显示出非饱和趋势，甚至高达5 T，证实了CAF排序。介电常数（ε '）-温度（T）变化显示弛豫铁电体（RFE）性质，伴随着在TN下ε'-T的显著异常。TN处的T ′-T的异常表明该材料中存在磁电（ME）耦合。
2014-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Multiferroic Ceramic with Perovskite Structure: La0.5Bi0.5Mn0.5Fe0.5O3.09
在常规条件下合成了ABO 3钙钛矿型多铁性La0.5Bi0.5Mn0.5Fe0.5O3.09，其中B位阳离子负责磁性，A位阳离子负责孤对电子铁电性。该氧化物在240 K附近表现出铁磁转变，具有明确的磁滞回线，并且在67 K以下具有类似于铁电行为的显著可逆剩余极化。磁性相互作用是由铁磁性的Fe 3 +-O-Mn 3+和反铁磁性的Fe 3+（Mn 3+）-O-Fe 3+（Mn 3+）相互作用相互竞争解释的，而铁电性主要是由于Bi 3+的6s 2孤对引入的极性性质
2008-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modeling and Physics of Multiferroic Perovskite Manganites
本文针对RMnO₃类钙钛矿锰氧化物，构建考虑其电子和晶格结构的微观理论模型，综述基于该模型的理论工作以阐明其磁电现象，助力理解多铁性材料磁电现象的普适物理特性。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural studies on Multiferroic La1-xBixCrO3 Perovskites
用XRD和TEM研究了La_（1-x）Bi_xCrO_3（x =0，0.2，0.25，0.3，0.35）多晶的合成和结构。XRD数据的Reitveld精修结果表明，这些化合物以Pnma空间群的正交晶系结构结晶。随着Bi含量的增加，晶胞体积和晶格参数在公差因子0.84092 ~ 0.84072范围内发生非单调变化。这是由于Bi ~（3+）的孤对电子引起的晶格各向异性，使晶格畸变所致。
2014-03-14 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
Magnetocapacitance effect in perovskite-superlattice based multiferroics
报道了用脉冲激光沉积技术在（001）取向SrTiO $_3$上生长的La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$ /BaTiO $_3$超晶格的结构和磁电性能。磁滞回线和随温度变化的磁性能显示出明确的矫顽力和磁转变温度（T $_C$）\symbol{126} 140 K。薄膜的$DC$电学研究表明，BaTiO $_3$薄膜的磁电阻（MR）与薄膜的厚度有关，在100 K时，薄膜的负$MR$高达30%. $AC$电学研究表明，由于这些结构中的磁电耦合-多铁性的一个关键特征，这些膜中的阻抗和电容随所施加的磁场而变化。该薄膜在1 kHz和100 K下的负磁电容值高达3%/特斯拉，为设计新型功能材料开辟了道路。
2005-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of doping of Co, Ni and Ga on magnetic and dielectric properties of layered perovskite multiferroic YBaCuFeO5
YBaCuFeO5是一种有趣的多铁性化合物，在200 K以上表现出磁有序和介电反常。Fe的部分取代会影响体系的磁性和结构性质。本文详细研究了YBaCuFe_（0.85）M_（0.15）O_5（M=Co，Ni，Ga）的结构、磁性和介电性能。我们观察到Ni和Co部分取代Fe，导致磁稀释和磁转变的加宽，并向低温移动。用非磁性Ga取代Fe也导致磁性转变向低温侧移动。在这些化合物中观察到的介电弛豫行为是由于载流子的希望。这项研究突出了磁性和非磁性掺杂在磁性网站上的磁性和介电性能的层状钙钛矿化合物YBaCuFeO5的影响。
2019-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the spontaneous exchange bias effect with Ba to Sr partial substitution in La$_{1.5}$(Sr$_{0.5-x}$Ba$_{x}$)CoMnO$_{6}$
自发交换偏置（SEB）效应是近年来在一些重入自旋玻璃材料中观察到的一个显著现象。在这里，我们研究的SEB在La $_{1.5}$（Sr $_{0.5-x}$ Ba $_{x}$）CoMnO $_{6}$双钙钛矿，一个系统与各种磁相，其中一个显着的增加交换偏置场观察到中间Sr/Ba浓度。Ba到Sr的替代导致晶格的增强，这是伴随着有效磁矩（$μ_{eff}$）和反铁磁（AFM）的转变温度，观察到低于铁磁有序的提高。这种增加可能与高自旋构型中Co $^{3+}$的分数增加有关，导致Co $^{3+}$ -O-Mn $^{4+}$ AFM相的增强和Co和Mn之间AFM耦合的未补偿的减少。增加的$μ_{eff}$和AFM相的组合效应合理地解释了SEB效应的变化。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Bismuth-based perovskites as multiferroics
本文对铋基钙钛矿的多铁性研究分为两部分。第一部分以BiFeO_3为研究对象，综述了BiFeO_3压温相图和磁电耦合现象的研究进展。第二部分从最近合成的化合物的清单中，以更一般的方式讨论BiBO 3钙钛矿中的极性和多铁性相的问题以及铁电性和其他结构不稳定性之间的竞争。
2015-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Cooperative Ru(4d)-Ho(4f) magnetic orderings and phase coexistence in the 6H-perovskite multiferroic Ba3HoRu2O9
我们报告合作磁有序6 H-钙钛矿多铁性系统，Ba 3 HoRu 2 O 9，通过全面的中子粉末衍射测量。该体系在TN 1 ~ 50 K发生长程反铁磁有序化，其传播波矢K1 = 0.500，远高于先前报道的在~10 K（TN 2）的转变温度。Ru和Ho的磁矩同时低于TN 1，随后在较低的温度下自旋重取向，表现出很强的Ru（4d）-Ho（4f）磁相关。在TN 1以下，传播波矢量为K2 =（0.25 0.25 0）的另一个磁相出现，并与K1相共存，这是很少观察到的，表明由于磁基态中的相位竞争而产生的复杂磁性。我们认为，从向上向上向下的自旋结构与K2波矢量低于TN 2所产生的交换伸缩可能是负责小的铁电极化先前报道在该化合物。
2020-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Model and Phase Diagrams of the Multiferroic Perovskite Manganites
正交畸变钙钛矿锰氧化物RMnO 3（R为三价稀土离子）具有多种磁性和电性相，包括多铁性（即同时具有磁性和铁电性）相和迷人的磁电现象。通过建立微观自旋模型，对RMnO_3的相图进行了理论研究，该模型不仅考虑了超交换相互作用，还考虑了单离子各向异性（SIA）和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用（Dzyaloshinsky-Moriya）.用Monte-Carlo方法对该模型进行了分析，得到了实验相图随R离子半径的变化关系，其中包含两种不同的多铁性态，即铁电极化为P//a的ab平面自旋摆线和P//c的bc平面自旋摆线。正交晶格畸变或由这种畸变增强的第二近邻自旋交换通过调节SIA和Σ能来精细地控制这两个相之间的激烈竞争。这导致晶格畸变诱导的P从a到c的重取向与实验一致。我们还讨论了A型反铁磁态的自旋结构、摆线自旋态的自旋结构、正弦共线自旋态的起源和性质等问题。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Double-exchange model study of multiferroic $R$MnO$_3$ perovskites
本文首先简要回顾了作者近年来对多铁性$R$ MnO $_3$钙钛矿的理论研究。利用双交换模型，通过引入弱次近邻超交换（最近邻超交换的$\sim10%$）和适度的Jahn-Teller畸变，很好地再现了未掺杂锰氧化物（如TbMnO $_3$和DyMnO $_3$）中真实的螺旋自旋序.从A型反铁磁体（如在LaMnO $_3$中）到螺旋相（如在TbMnO $_3$中），最后到E型反铁磁体（如在HoMnO $_3$中）的相变，随着$R$离子的尺寸减小，也得到了解释。此外，还包括三维点阵相图的新结果。最近发现的LaMnO $_3$和TbMnO $_3$薄膜的铁磁倾向解释考虑衬底应力。最后，从自旋波激发的角度进一步讨论了我们的双交换模型和以前使用的$J_1$-$J_2$ - $J_3$模型之间的关系.
2009-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Relaxations as key to the magnetocapacitive effects in the perovskite manganites
我们提出了一个详细的介电弛豫效应发生在几个钙钛矿稀土锰氧化物，包括多铁性TbMnO 3和DyMnO 3的研究。我们证明了强的磁电容效应，观察电场E|| c，几乎完全由磁状态引起的弛豫参数的变化。多铁性材料，它经历了一个过渡到一个螺旋磁状态，表现出定性不同的弛豫行为比那些化合物转移到一个A型反铁磁状态。我们将这两种情况下的弛豫归因于锰离子的偏心运动，这在多铁性系统中也导致了铁电有序。
2009-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perspective on 2D perovskite ferroelectrics and multiferroics
本文综述无机二维钙钛矿铁电体与多铁体的进展，重点梳理非常规铁电性及新型磁电耦合机制，并指出面临的挑战与未来方向。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci
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
A Group-theoretical Approach to Enumerating Magnetoelectric and Multiferroic Couplings in Perovskites
我们使用群论的方法来列举可能的耦合之间的磁性和铁电极化的母体$Pm\bar{3}m$钙钛矿结构。我们表明，三阶磁电耦合项必须始终涉及磁序在A和B-网站，要么转换为R-点或X-点时间奇不可约表示（irreps）。对于四阶耦合，我们证明，这一标准可以放宽允许耦合涉及irreps在X，M和R-点，共同保存晶体动量，产生磁电效应所产生的B-网站磁秩序。在这种情况下，进入序参量的三个irreps中的正好两个必须是时间奇数irreps，并且其中一个或全部必须是关于反演对称的偶数。我们能够证明，在这个三元组中，时间偶不重复必须转化为X $_{1}^{-}$，M $_{3,5}^{-}$和R $_{5}^{+}$之一，对应于A位阳离子有序，A位反极性位移或阴离子岩盐有序.这大大减少了（II型多铁性）钙钛矿的搜索空间。我们使用类似的参数来证明如何弱铁磁性可能是工程，我们提出了各种方案耦合到铁电极化。我们说明了我们的方法与DFT计算磁电耦合，并通过考虑文献，我们建议的研究途径可能是最有前途的新型磁电材料的设计。
2018-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Effect of Ionic Spin on Multiferroic of Orthorhombic Perovskite
该研究采用溶胶-凝胶法制备ELCFO，结合Mössbauer谱、磁性测试与热磁曲线分析，揭示不同温度下离子自旋状态及其对II型多铁性钙钛矿磁电耦合的作用。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of phonon dynamics of perovskite multiferroic manganites: RMnO3 (R=Tb, Dy, Ho)
用壳层模型研究了多铁性锰氧化物RMnO_3（R= Tb，Dy，Ho）的声子动力学。计算的声子动力学性质、晶体结构、拉曼频率和比热与实验数据符合得很好。此外，还计算了声子态密度、弹性常数和沿高对称性方向（σ、δ和λ）的声子色散曲线。在这些声子色散曲线中揭示了一个区心虚Au模，这表明钙钛矿相的亚稳性的发生。正交相的吉布斯自由能值与六方相的吉布斯自由能值相比，表明在环境条件下这两种多铁性锰氧化物可能共存。
2010-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Antisite Disorder-induced Exchange Bias Effect in Multiferroic Y2CoMnO6
本文报道了铁磁双钙钛矿化合物Y $_2$ CoMnO $_6$中的交换偏置效应。在低于8 K时观察到的交换偏置被解释为由于该材料中{ \it反位}无序所产生的铁磁和反铁磁团簇之间的界面效应而产生的。在低于8 K的温度下，观察到明显的铁磁磁滞回线和明显的矫顽场，矫顽场为$H_c \approx$ 10 kOe，其$T_c \approx$为75 K。一个模型的基础上克服结构钉扎磁界面，这非常类似于马氏体相变的弹性能的铁磁畴的增长，是适应解释所观察到的效果。{ \it antisite}无序在形成导致交换偏置效应的畴结构中的作用在本工作中被强调。
2015-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Transversal spin freezing and re-entrant spin glass phase in chemically disordered Fe-contained double perovskite multiferroics
提出了PbFe $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ O $_3$等复杂含铁双钙钛矿多铁性化合物磁性异常的实验验证和理论解释。理论部分是基于我们的长程磁有序和自旋玻璃共存的模型。在我们的模型中，交换相互作用是各向异性的，耦合反铁磁$z$自旋分量的Fe $^{3+}$离子。同时，$xy$组分之间通过弱得多的铁磁符号交换相互作用耦合。在具有空间无序的系统中（相应晶格点的一半被无自旋Nb $^{5+}$离子占据），这种令人沮丧的相互作用导致反铁磁有序由自旋的$z$投影形成，而它们的$xy$组分有助于自旋玻璃行为。我们的理论研究结果得到了实验证据的支持，反铁磁和自旋玻璃相共存的化学无序的含铁双钙钛矿多铁性。
2015-12-29 cond-mat.mtrl-sci
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
Multiferroicity and magnetoelastic coupling in alpha-Mn2O3: A binary perovskite
多铁性材料是一类重要的材料，其中至少有两个初级铁性序存在并耦合在一个系统中。他们吸引了特殊的考虑，因为他们提出了有趣的基本物理问题和潜在的多功能设备的技术重要性。在这里，我们提出了证据的多铁性和磁电（ME）耦合在α-Mn 2 O3;一个独特的二元钙钛矿。对应于80 K附近的反铁磁（AFM）有序，在介电常数中观察到明显的频率无关的转变。我们发现，电极化的强度出现在AFM制度，可以调制与磁场。使用同步辐射X射线衍射的详细结构分析表明，随着温度的降低，以及在整个铁电和磁有序温度的晶胞参数和键长的变化，在结构变形的增加。在α-Mn 2 O3中的多铁性和磁弹性耦合的观察为相关材料中的ME耦合的探索提供了见解。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic double perovskites: Opportunities, Issues and Challenges
尽管磁电多铁性材料在技术和科学上具有重要意义，但在室温下良好控制磁电多铁性材料的耦合行为仍然具有挑战性。我们证明了自有序的A2 BBO 6（例如，A = La，B = Mn和B = Ni）双钙钛矿提供了控制和/或诱导氧化物中的这种行为的独特的替代机会。在本文中，我们概述并讨论了这类材料使用La 2NiMnO 6作为原型的各种挑战和瓶颈问题。详细的合成策略，使用脉冲激光沉积作为一个中心工具，以获得细致的控制阳离子订购说明。讨论了Ni/Mn阳离子有序化对磁性基态、铁磁转变温度、声子行为和自旋-声子耦合的可能影响。我们的研究结果也与目前文献中的相关化合物。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Role of rare-earth ionic radii on the spin-phonon coupling in multiferroic ordered double perovskites
本文利用拉曼光谱研究了稀土离子半径对RE_2NiMnO_6双钙钛矿中自旋-声子耦合的影响。用低温拉曼光谱研究了致密Nd_2NiMnO_6和Gd_2NiMnO_6陶瓷中的自旋-声子。与其他同构化合物相比，观察到的耦合的幅度表明，它是不受稀土离子半径的影响，以及在铁磁相的伸缩声子的位置与非谐贡献的偏差遵循幂律。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Multiferroic Behavior in CaZnFeOsO$_6$: A Novel Layered 3$d$-5$d$ Double Perovskite Compound
本研究通过第一性原理计算预测了新型双钙钛矿CaZnFeOsO$_6$兼具铁电与亚铁磁性，极化强度达16.8 μC/cm²，磁矩约2 μB，但弱自旋轨道耦合导致无显著磁电效应，为多铁性器件应用提供新候选材料。
2024-08-20 cond-mat.mtrl-sci
A radical approach to promote multiferroic coupling in double perovskites
双钙钛矿提供了一个独特的机会，诱导和控制氧化物系统中的多铁性行为。在这个家族中可以实现设计具有磁化和极化场之间的强耦合的材料的吸引人的可能性，因为这些磁性绝缘体可以在适当的生长条件下呈现结构自排序。本文研究了用脉冲激光沉积法生长的La_2CoMnO_6和Bi_2CoMnO_6外延薄膜的功能特性。阳离子有序的La2CoMnO6薄膜的居里温度为250 K，而阳离子无序的Bi2CoMnO6薄膜的居里温度为800 K。磁有序的这种高转变温度可以通过改变薄膜中的应变来进一步调整，这表明材料的结构特性有重要贡献。我们的方法可以推广到其他氧化物系统。最后，我们的结果与其他多铁性系统进行了比较。进一步讨论了各种阳离子的作用，它们的排列和结构效应。
2009-04-03 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature multiferroicity and strong magnetocrystalline anisotropy in 3d-5d double perovskites
使用密度泛函计算，我们探索了尚未合成的$3d - 5d$有序双钙钛矿（$A_2BB'$ O $_6$）的性能与高度极化的Bi $^{3+}$离子的$A$网站。我们发现，Bi $_2$ NiReO $_6$和Bi $_2$ MnReO $_6$化合物是绝缘的，并表现出一个强大的净磁化强度，持续高于室温。当赝立方晶胞的面内晶格矢量被约束为正交（例如，通过相干异质外延）时，基态是具有大极化和非常大的单轴磁晶各向异性的铁电体，其中易磁化轴沿着铁电体极化方向。我们的研究结果表明，在室温下的多铁性和电控磁化取向的路线。
2011-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Coupled magnetic and electric hysteresis in the multiferroic double perovskite Lu2MnCoO6
我们研究了一个磁滞回线与一个reversium时刻，耦合到电极化的强度，以创建耦合滞后多铁性行为在Lu2MnCoO6。弹性中子衍射，μ子自旋弛豫，和微霍尔磁强计的测量表明一个不寻常的机制的磁滞，即微观磁序的滞后演化，而不是经典的铁磁畴效应。我们展示了受挫自旋系统如何从具有不相称的长波长调制和强波动的反铁磁性演化到净磁性。我们还澄清了不同的温度尺度的开始订购，动力学和滞后。
2016-04-20 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 interfaces composed of d0 perovskites oxides
我们采用传统的密度泛函理论和先进的密度泛函理论HSE 06研究了KTaO 3/PbTiO 3界面的电子、铁电和磁性。我们发现，掺杂的价带中的空穴或导带中的电子引起的界面处的铁磁性。铁磁态是空穴掺杂（p型）和电子掺杂（n型）界面的基态，与它们相应的铁磁态和反铁磁态相比。载流子（空穴或电子）集中在界面附近以屏蔽极化电荷，因此载流子浓度随铁电极化而变化。此外，界面磁化，这是几乎成正比的载流子浓度，可以通过铁电极化反转调谐，导致在原来的KTaO 3和PbTiO 3的界面强的本征磁电效应。有趣的是，通过外加电场调谐的铁磁-铁磁转变可以在p型界面处实现。这表明了一种具有启发性的方法，超越传统的单相多铁性和多相多铁性，如铁电/铁磁异质结构的多铁性材料。KTaO_3/PbTiO_3界面在未来的多铁性器件中有着广阔的应用前景。
2014-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz time-domain spectroscopy of electromagnons in multiferroic perovskite manganites
最近的光谱研究在太赫兹频率的各种多铁性赋予铁电和磁性订单揭示了可能出现的一种新的集体激发，通常被称为电磁子。它是磁源，但响应于光的电场分量而变得活跃。在这里，我们给出了一个概述，我们最近在太赫兹时域光谱的电磁子或电偶极有源磁共振，重点是钙钛矿锰氧化物- $R$ MnO $_3$（$R$表示稀土离子）。所观察到的磁共振的相应的电和磁的贡献被牢牢地确定通过使用一套完整的晶体取向的光偏振依赖性的测量。我们提取了一般的光学特征，在各种自旋有序相，包括$A$型反铁磁，共线自旋有序，铁电$bc$和$ab$螺旋自旋有序相，这是通过调整$R$的化学组成，温度和外部磁场来实现。除了由光的磁场分量驱动的Mn离子的反铁磁共振之外，我们澄清了即使在共线自旋有序相中，电磁振子也仅出现在沿a轴偏振的光中，并且随着螺旋自旋有序的演化而强度增长，但与螺旋自旋平面的方向无关（$bc$或$ab$）或等效地铁电极化$P_{\rm s}$（$P_{\rm s}\| c$或$P_{\rm s}\| a$）的方向。通过比较系统的实验数据和基于海森堡模型的理论考虑，讨论了在太赫兹频率下观察到的磁共振的可能起源。
2009-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity with high-Tc in ceramics of the YBaCuFeO5 ordered perovskite
在YBaCuFeO 5陶瓷中，一种有序钙钛矿结构的化合物，在无公度到公度反铁磁相变（TN 2 =230 K）附近发现了介电异常。低于TN 2的电极化的强度的存在表明磁致电荷极化效应，这也通过其低于TN 2的强磁场依赖性来证实。因此，磁介电效应的TN2附近的峰指示自旋重取向转变附近的磁介电磁化率的最大值。考虑到大量的磁性化合物的结构来源于钙钛矿，这些结果可能开辟了一条道路，走向控制电极化的强度接近室温。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ferroelectric atomic displacement in multiferroic tetragonal perovskite Sr$_{1/2}$Ba$_{1/2}$MnO$_3$
我们研究了多铁性四元钙钛矿结构Sr $_{1/2}$ Ba $_{1/2}$ MnO $_3$的晶体结构，对于原子位移具有10 $^{-3}$埃量级的高精度。在铁电相（$T_\mathrm{N}$ $\leq$ $T$ $\leq$ $T_\mathrm{C}$）中观察到Mn离子从中心对称位置的大的原子位移，与四元BaTiO $_3$中的偏心畸变相当。与此形成鲜明对比的是，在多铁性相（$T$ $\leq$ $T_\mathrm{N}$）中，Mn离子的原子位移被抑制，但O离子的原子位移被放大。极性晶体结构中的原子位移也分析了铁电模式。在铁电相中，原子位移被分解成主导的正Slater，负Last和小的正Axe模式。在多铁性相中，Slater模和Last模被抑制，Last模的符号发生变化，Axe模的模放大。基于Berry相方法的第一性原理计算很好地再现了铁电畸变，提供了关于引起极化的竞争机制、电子$p$-$d$杂化与磁交换-伸缩的额外信息。
2020-02-06 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
Multiferroic behavior in the new double-perovskite Lu$_2$MnCoO$_6$
我们提出了一个新的成员的多铁性氧化物，Lu $_2$ MnCoO $_6$，我们已经研究了使用X射线衍射，中子衍射，比热，磁化强度，电极化，和介电常数测量。该材料具有强烈耦合到低于35 K的净磁化的电极化，尽管反铁磁有序的$S = 3/2$ Mn $^{4+}$和Co $^{2+}$自旋在$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$配置沿c方向。我们讨论的磁顺序的凝聚$\uparrow \uparrow$和$\downarrow \downarrow$铁磁畴之间的域边界，每个域边界产生净电极化由于空间反演对称性破缺。在外加磁场中，磁畴边界滑动，控制净磁化强度、电极化和磁电耦合的大小。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Ceramic processing and multiferroic properties of the perovskite YMnO$_3$-BiFeO$_3$ binary system
钙钛矿结构的（1-x）YMnO $_3$ -xBiFeO $_3$二元体系由于其端元的多铁性而具有很好的应用前景。纳米晶相最近已通过机械合成整个系统，并已描述的钙钛矿结构的演变。两个连续的固溶体与正交Pnma和菱面体R3 c对称性被发现，共存于一个广泛的组成区间0.5 < x < 0.9。这可能是一个极性-非极性morphotropic相边界区，在那里可以预期的强相变磁电响应。一个主要问题是在中等温度下的相分解，这使陶瓷加工高度复杂化。这是进行良好的电气表征以及在器械中使用所需的。本文介绍了放电等离子烧结技术在YMnO $_3$ -BiFeO $_3$陶瓷制备中的应用。这种先进的技术，当与纳米晶粉末结合时，允许在降低的加工温度和时间下致密化相，从而避免钙钛矿分解。完成了电测量，并且显示响应主要由传导主导。尽管如此，本征介电常数，并揭示了一个显着的增强相共存区。此外，还证明了所有菱面体相的铁电体的瑞利型行为特征。在该区域进行了磁性表征，并显示出反铁磁性。
2021-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Theoretically predicted picosecond optical switching of spin chirality in multiferroics
我们从理论上证明了用精确的自旋哈密顿量描述多铁性锰钙钛矿材料，应用太赫兹频率的皮秒光脉冲可以通过强烈激发电磁振子来切换自旋手征性。在ab/bc平面上有顺时针和逆时针自旋螺旋四种不同的自旋手征态，通过调节脉冲的强度、形状和长度，可以任意控制这些态之间的切换.还讨论了开关过程中的动态斑图形成。
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Striped Multiferroic Phase in Double-Exchange Model for Quarter-Doped Manganites
用双交换模型研究了四分之一空穴掺杂钙钛矿锰氧化物的相图。一个异国情调的条纹II型多铁性相，其中25%的最近邻自旋耦合是相互正交的，被发现在窄带宽区域。与未掺杂的锰氧化物的螺旋自旋有序相相比，新相的多铁性居里温度估计高约4倍，而铁电极化的幅度相似。我们的研究为基于电子自组织的非共线自旋多铁性提供了一条途径，不同于传统的基于超交换阻挫的方法。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Neutron Scattering Studies of the Ferroelectric Distortion and Spin Dynamics in the Type-1 Multiferroic Perovskite Sr0.56Ba0.44MnO3
利用中子和X射线散射研究了多铁性Sr0.56Ba0.44MnO3的磁序、自旋动力学和晶体结构。铁电性发展在TC=305 K与4.2 microC/cm 2的Mn离子的位移相关的极化，而Mn 4+自旋顺序低于TN = 200 K成一个简单的G型相称的磁结构。在TN以下，铁电有序度急剧下降，表明两个序参量是强耦合的。基态自旋动力学的特征是自旋能隙为4.6（5）meV，磁振子态密度峰值为43 meV。详细的自旋波模拟与间隙和各向同性交换的J=4.8（2）meV的激发谱很好地描述。在TN以上，强自旋相关与强铁电有序共存。
2014-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Relationship between crystal structure and multiferroic orders in orthorhombic perovskite manganites
我们使用共振和非共振X射线衍射测量结合第一性原理电子结构计算和蒙特卡罗模拟来研究正交钙钛矿锰氧化物o-$R$ MnO $_3$（$R$是稀土阳离子或Y）的晶体结构和多铁性有序之间的关系。特别是，我们专注于内部晶格参数（Mn-O键长和Mn-O-Mn键角）如何在化学压力和外延应变下演变，以及这些结构变化对微观交换相互作用和长程磁序的影响。我们发现，化学压力和外延应变不同地容纳由o- $R$ MnO $_3$的晶格，这是理解体样品和应变膜之间的磁性差异的关键。最后，我们讨论了这些磁性差异对o- $R$ MnO $_3$电极化的强度的影响.
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Design of new Mott multiferroics via complete charge transfer: promising candidates for bulk photovoltaics
诱导体光伏效应的最佳材料应缺乏反转对称性，并具有与可见光辐射能量相匹配的光学带隙。铁电钙钛矿氧化物如BaTiO $_3$和PbTiO $_3$表现出显著的极化和稳定性，但具有带隙过大的缺点。我们利用密度泛函理论和动力学平均场论设计了一类新的Mott多铁性材料--双钙钛矿氧化物$A_2$ VFeO $_6$（$A$ =Ba，Pb，etc）.虽然钙钛矿$A$ VO $_3$和$A$ FeO $_3$都不是铁电体，但在双钙钛矿$A_2$ VFeO $_6$中，从V到Fe的“完全”电荷转移导致非块状电荷配置--空的$d$壳和半填充的$d$壳，产生与铁电体$A$ TiO $_3$相当的极化。与纯$A$ TiO $_3$不同，新的双钙钛矿氧化物具有反铁磁基态，并且在室温附近是顺磁性莫特绝缘体。最重要的是，V $d^0$态显著降低了$A_2$ VFeO $_6$的带隙，使其小于$A$ TiO $_3$和BiFeO $_3$的带隙，并使新的多铁性材料成为诱导体光伏效应的有希望的候选者。
2017-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetodielectric coupling in a non-perovskite metal-organic framework
多铁性和磁介电耦合在金属有机框架（MOFs）是罕见的，到目前为止，主要限于甲酸盐为基础的系统与钙钛矿结构。在这项工作的过程中，我们设计了一个tetraphylocene框架[Co（C16 H15 N5 O2）]，表现出自旋链的钴离子，这是由含有偶极硝基苯部分的有机连接体桥接。该化合物在100 K时表现出类似弛豫的铁电性，随后在15 K时出现复杂的磁序，表明弱铁磁性。在磁有序转变的介电常数的明显异常表明磁介电耦合，这也证实了磁场依赖的介电测量。弱的铁磁性和磁介电耦合，可能是由于一个显着的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，它倾斜的自旋结构和局部破坏反转对称性。我们的文件，偶极硝基苯作为积木在晶体结构中的路径的方式来设计新的多铁性和磁介电MOFs的介绍。
2017-10-02 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
New room temperature multiferroics on the base of single-phase nanostructured perovskites
纳米结构的Pb（Fe 1/2 Ta 1/2）x（Zr 1/2 Ti 1/2）1-xO 3（PFTx-PZT（1-x））和Pb（Fe 1/2Nb 1/2）x（Zr 1/2 Ti 1/2）1-xO 3（PFNx-PZT（1-x））在高于100 K的温度下具有有趣的铁磁、铁电和磁电性质的理论描述至今还不存在。本工作的目标是提出上述性能的物理性质和机制的理论描述，包括室温铁磁性，相图依赖于组分x，特别注意在室温下的多铁性，包括磁电系数的异常大值。比较发达的理论与实验建立顺电，铁电，顺磁，反铁磁，铁磁和磁电相之间的边界，以及由磁场铁电畴开关的特性进行和讨论。实验建立的PFN，PFT和PFN与PbTiO 3（PFNx-PT（1-x））的固溶体中的铁磁相的情况下，所提出的理论的框架进行了解释。
2014-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial-strain-induced multiferroicity in SrMnO$_{3}$ from first principles
第一性原理密度泛函计算揭示了立方SrMnO $_{3}$中大的自旋-声子耦合，铁磁有序产生极性不稳定性。通过这种耦合与钙钛矿的应变-极化耦合特性的组合，体反铁磁顺电基态SrMnO $_3$示出被驱动到以前未报道的多铁性铁电-铁磁状态，通过增加外延应变，拉伸和压缩。这种状态具有计算的极化和估计的居里温度高于54 $μ$ C/cm $^2$和92 K。预测在相界附近的大的混合的磁-电-弹性响应。
2009-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for centrosymmetry breaking and multiferroic properties in the A-site ordered quadruple perovskite YMn$_3$Mn$_4$O$_{12}$
通过单晶X-射线衍射的装置，我们已经揭示了中心对称性的破坏时，降低温度下T $_s$ = 200 K伴随着设置一个相称的超结构在小A-网站四重钙钛矿YMn $_3$ Mn $_4$ O $_{12}$。该结果与该化合物已报道的所有数据一致，并解决了先前关于钇位置的不一致性。超结构的特征是在单晶图案中出现卫星反射，与I中心的伪正交相称超晶胞一致，具有$a \approx \sqrt{a_F} = 10.4352(7)$ ε、$b \approx 2b_F = 14.6049(9)$ ε、$c \approx \sqrt{c_F} = 10.6961(7)$ ε和$β= 90.110(3)^\circ$，其中F代表“基本”高温晶胞（$a_F \approx c_F \approx 7.45$ ε、$b_F \approx 7.34$ ε和$β\approx 90^\circ$）。空间群被明确地发现是Ia，它是非极性的，因此允许材料中的非零偏振。然后，我们详细研究了高温电流，输运，介电和直流和交流磁性的多晶样品的YMn $_3$ Mn $_4$ O $_{12}$在很宽的温度范围内。这些测量清楚地强调了材料中的几个临界温度和不同阶数之间的相关性：i）中心对称性在高温（T $_S$ = 200 K）下被破坏，ii）B位的长程磁序发生在T $_{N,B}$ = 108 K，并且在相同的温度下…
2022-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
