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
Ferromagnetism and orbital order in a topological ferroelectric
我们探索通过密度泛函计算的磁性掺杂的拓扑铁电体作为一种非常规的路线，多铁性。层状钙钛矿La $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$的钒掺杂在很大程度上保持了电极化的强度并产生了稳健的铁磁有序性，因此具有适当的多铁性。掺杂剂聚集成链的显著趋势导致在一般掺杂下的绝缘特性。铁磁性源于多轨道V系统通过不寻常的“反铁”轨道顺序的对称性破缺，以及宿主的低对称性层状结构。
2012-09-26 cond-mat.mtrl-sci
First-principles demonstration of Roman surface topological multiferroicity
针对四重钙钛矿中Roman表面拓扑多铁性实验证据不足的问题，本文通过密度泛函理论计算证实了其磁诱导极化的拓扑轨迹，并提出一种可显著增强极化性能的替代材料。
2023-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jahn-Teller distortions as a novel source of multiferroicity
Jahn-Teller效应是现代量子物理和化学中一个迷人而普遍存在的现象。本文提出了一类黄长石结构的氧化物Ba $_2$ TGe $_2$ O $_7$（T=V，Ni），其中Jahn-Teller畸变是电极化的强度出现的主要原因。在所提出的机制的核心在于缺乏由四面体配位的过渡金属离子显示的反转对称性，这允许极性Jahn-Teller扭曲的凝聚，与具有钙钛矿结构的常规铁电氧化物的典型八面体配位不一致。由于过渡金属离子的非中心对称局部环境也激活了磁致电极化的强度的自旋相关杂化机制，因此在这类低对称性材料中可以实现具有内在磁电相互作用的适当的多铁性相。
2015-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Ferrimagnetism and Polarization in a Mixed Metal Perovskite Metal-Organic Framework
最近，过氧金属有机框架（MOFs）成为多铁性的潜在候选者。然而，迄今为止所合成的化合物仅具有弱铁磁性和低极化。此外，极低的磁转变温度（$T_c$）也对材料的应用提出了挑战。我们已经通过计算设计了一种混合金属钙钛矿MOF -[C（NH 2）3][（Cu0.5Mn0.5）（HCOO）3]-，预计其磁化强度比其母体（[C（NH 2）3][Cu（HCOO）3]）大两个数量级，极化显著更大（9.9 μC/cm 2），并且增强的$T_c$高达56 K，这在钙钛矿MOF中是前所未有的。磁相互作用的详细研究揭示了一种新的机制，导致大的时刻，以及在$T_c$的增加。将非Jahn-Teller离子（Mn $^{2+}$）混合到Jahn-Teller主体（Cu $^{2+}$）中导致竞争晶格畸变，这可能是增强极化的原因。如通过计算的生成焓所证明的，M0 F是热稳定的，并且可能是合成的。我们的工作代表了通过大部分未开发的混合金属方法合理设计多铁性钙钛矿MOFs的第一步。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Convert widespread paraelectric perovskite to ferroelectrics
虽然自然界提供了大量的钙钛矿材料，但只有少数表现出大的铁电性和可能的多铁性。大多数钙钛矿材料具有非极性CaTiO $_3$（CTO）结构，限制了它们的应用范围。基于有效哈密顿模型和第一性原理计算，我们提出了一种通用的薄膜设计方法来稳定功能性BiFeO $_3$（BFO）型结构，这是广泛存在于CaTiO $_3$型钙钛矿氧化物中的一种常见的亚稳结构.结果表明，CTO型钙钛矿中的反常反铁电性和BFO型钙钛矿中的铁电性与力学和电学边界条件有明显的依赖关系，而力学和电学边界条件都涉及氧八面体的旋转和倾斜。上述差异可用于稳定许多CTO型钙钛矿材料中的高极性BFO型结构。
2022-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Counter-intuitive Ferroelectric Property And Non-negligible Orbital Magnetic Moment In Cr/Cu Based Perovskite Metal-Organic Frameworks
金属有机框架（MOF）具有混合性质，结合了金属离子的无机性质和分子连接体的有机性质。Stroppa，\textit{et al.}，表明钙钛矿型MOF [C（NH $_2$）$_3$ ]M[（HCOO）$_3$ ]（M = Cr，Cu）表现出磁电耦合多铁性[Angew. 50，5847（2011）和Adv.Mater. 25，2284（2013）]。此外，它们的铁电性来源于混合反常机制，这也解释了磁电耦合现象。在本工作中，我们进一步研究了[C（NH $_2$）$_3$ ]M[（HCOO）$_3$ ]的电磁性质.我们发现，混合模式组成的非极性模式诱导纯电子极化，即使没有极性模式。极化模式补偿了纯电子极化。这导致了一个反直觉的论点，即极模的反转反而增强了偏振。我们提供了这种偏振特性的微观起源和宏观分析。此外，我们发现，轨道磁矩是可比的自旋贡献在铜基的MOF。最后，根据微扰理论建立了轨道磁矩的模型。
2022-02-14 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
The ferroelectric polarization of Y2CoMnO6 aligns along the b-axis: the first-principles calculations
具有磁性B和B'离子和E* 型反铁磁有序（E*-AFM，即++--结构）的双钙钛矿A2 BB' O 6氧化物被认为具有有前途的多铁性，Y2 CoMnO 6（YCMO）是这一类的候选者之一。然而，YCMO中磁感应铁电性的微观起源仍不清楚。在这项工作中，我们进行了详细的对称性分析的交换收缩效应和晶格畸变，加上第一性原理计算的YCMO。确定了E*-AFM态为基态，并与铁磁和A-反铁磁等竞争态相互竞争。结果表明，铁电性是由与E ~*-AFM有序度和Mn/Co化学有序占据相关的交换伸缩作用产生的。晶格对称性的考虑和第一性原理计算预测的电极化的强度沿b轴排列。计算的极化达到0.4682 uC/cm ~ 2，主要来自离子位移的贡献。本文的工作对YCMO的多铁性机制有了全面的认识，对预测其他双钙钛矿磁性氧化物的多铁性具有普遍意义。
2015-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Canted ferrimagnetism and giant coercivity in the non-stoichiometric double perovskite La2Ni1.19Os0.81O6
采用固相反应法合成了非化学计量比的双钙钛矿氧化物La2Ni1.19Os0.81O6，并用X射线衍射和中子衍射研究了其晶体结构和磁结构。La_2Ni_1.19Os_0.81O_6晶体为单斜双钙钛矿结构（通式为A_2BB ′ O_6），空间群为P_21/n，B位完全被Ni占据，B ′位被19%Ni和81%Os原子占据。使用X射线吸收光谱确定了Os4.5+氧化态，表明在B'位点存在约50%的顺磁性Os 5+（5d3，S = 3/2）和50%的非磁性Os 4+（5d4，Jeff = 0）离子。La2Ni1.19Os0.81O6的磁化强度和中子衍射测量提供了125 K铁磁转变的证据。中子数据的分析表明，倾斜的亚铁磁自旋结构与共线Ni 2+自旋链沿c轴延伸，但在ab平面内的非共线自旋对齐。La2Ni1.19Os0.81O6的磁化曲线具有非常高的矫顽场，HC = 41 kOe，在T = 5 K，这是解释在大的磁晶各向异性，由于存在的Os离子与原子无序的磁滞。我们的研究结果是令人鼓舞的，以寻找稀土自由的硬磁铁在类的双钙钛矿氧化物。
2018-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Can the Ferroelectric Soft Mode Trigger an Antiferromagnetic Phase Transition?
第二类多铁性，自旋相互作用诱导铁电极化，是有趣的新的设备功能，由于大磁电耦合。我们报告了一种新型的多铁性的四钙钛矿$\text{BiMn}_{\text{3}}\text{Cr}_{\text{4}}\text{O}_{\text{12}}$，其中反铁磁相是由铁电相变的结构变化引起的。在125 K的铁电相变的位移性质，与交叉的有序-无序机制，证明了在太赫兹范围内的极性软声子和中心模式。介电和热释电的研究表明，铁电临界温度对应于先前报道的$\text{Cr}^{\text{3+}}$自旋的Néel温度。铁电极化的增加被观察到低于48 K，与$\text{Mn}^{\text{3+}}$自旋的Néel温度一致。这种偏振的增加归因于增强的磁电耦合，因为从红外光谱和拉曼光谱检测到低于48 K的晶体对称性没有变化。
2022-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Random magnetic anisotropy driven transitions in layered perovskite LaSrCoO$_4$
本文通过直流磁化与 ACS 测量及临界标度分析，证明 LaSrCoO$_4$ 在 220.5 K 发生 RMA 驱动的 PM-FM 相变，并在 7.7 K 进入团簇自旋玻璃态。
2023-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polarization boost and ferroelectricity down to one unit cell in layered Carpy-Galy La$_{2}$Ti$_{2}$O$_{7}$ thin films
本研究通过应变工程在La$_2$Ti$_2$O$_7$薄膜中实现极化增强，3%拉伸应变促进逐层生长，获得18 $μ$C/cm$^2$的极化强度（比先前高3倍），并证实铁电性可保持至单胞厚度，为铁电器件应用奠定基础。
2024-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
