Magnetic and magnetoelectric studies in pure and cation doped BiFeO3
本文报道了BiFeO_3和二价阳离子（A）取代的Bi_（0.7）A_（0.3）FeO_3（A = Sr，Ba，Sr_（0.5）Ba_（0.5））的磁性和磁电性研究。结果表明，在尼尔温度（TN = 642 K）的磁化强度的快速增加被抑制在共掺杂化合物A = Sr 0.5Ba 0.5。所有的二价取代化合物都表现出增强的磁化强度和磁滞回线。采用动态锁定技术测量了样品的纵向和横向磁电系数。共掺杂的化合物在室温下表现出最高的磁电系数，但它不是具有最高饱和磁化强度的化合物。结果表明，随着A位阳离子尺寸的增大，横向磁电系数增大并超过纵向磁电系数。结果表明，磁畴结构和磁致伸缩的变化可能是导致磁电系数变化的原因。
2009-02-08 cond-mat.mtrl-sci
On the magnetoelastic and magnetoelectric couplings across the antiferromagnetic transition in multiferroic BiFeO3
明确的异常晶格热膨胀（偏离线性变化）和弹性性能（软化的声速）在反铁磁顺磁过渡观察到在原型多铁性BiFeO 3使用皮秒声泵探测和高温X射线衍射实验相结合。类似的异常也证明了使用第一性原理计算支持我们的实验结果。这些计算加上我们发展的一个简单的Landau类模型，使我们能够理解T_N处的弹性软化和晶格变化，这是磁致伸缩与电致伸缩和磁电耦合相结合的结果，当达到临界T_N温度时，这些耦合使高温参考相的弹性常数重新归一化。
2018-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous Magnetoelectric Effect on Defect in Multiferroic Material: Symmetry Prediction
研究了多铁性材料晶格缺陷处磁化强度分布不均匀性（0度畴壁）的非均匀磁电效应。使用基于磁对称性的预测其体积中的电极化分布。结果发现，具有任何对称性的磁化分布不均匀性产生电极化。在微磁结构手性的范围内对结果进行了系统化。结果表明，所有具有非时不变手征的0度畴壁具有相同类型的磁化强度和极化强度的空间分布。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic axion field in the magnetoelectric antiferromagnet chromia
氧化铬是一种磁电绝缘体，其体磁电磁化率包含非零赝标量分量，如磁化拓扑绝缘体中存在的那样。我们揭示了动态轴子场的氧化铬通过测量其非线性磁电响应的温度依赖性使用锁定技术与交流电场刺激。二次谐波锁定信号的电场依赖性、磁场依赖性和温度行为都与理论预期一致。我们的结果表明，氧化铬的磁电响应强烈耦合到其低能量子和热自旋涨落。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective 90-degree magnetization rotation in Co2FeAl thin film/Piezoelectric system probed by microstripline ferromagnetic
利用微带线铁磁共振技术研究了压电致动器与磁致伸缩薄膜复合而成的人工磁电异质结构中的间接磁电耦合。两种不同的模式（扫描场和扫描频率模式）的这种技术已被用来定量探测的间接磁电耦合，并观察电压诱导磁化旋转（90度）。后者已被验证的实验频率变化的均匀模式和扫描频谱的振幅。
2015-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the magnetoelectric coupling on the electric field induced magnetization reversal in a composite non-strained multiferroic chain
我们从理论上研究了由多铁性耦合到铁链上的BaTiO_3组成的复合一维系统的多铁性动力学。该方法将磁化强度和极化作为热力学量，通过Landau-Lifshits- Gilbert和Ginzburg-Landau动力学的组合来描述，通过总自由能量密度中的附加项来耦合。这个术语源于界面处的多铁性相互作用。对于广泛的这种耦合的强度，我们预测的可能性，获得一个发达的磁滞系统的铁磁部分由外部电场引起的。反转模式的电场频率的依赖关系也进行了研究，我们预测在0.5 - 12 [GHz]的范围内的频率的磁化反转相当稳定。
2012-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric Coupling and Electric Control of Magnetization in Ferromagnet-Ferroelectric-Metal Superlattices
铁磁体-铁电体-金属超晶格是实现大室温磁电效应的理想材料。自旋相关的电子屏蔽是微观水平上的基本机制。我们还预测在这种结构中的磁化的电控制。在我们的三组分结构中自然破缺的反转对称性引入了$P M^2$的磁电耦合能。这种磁电耦合效应在铁磁-铁电异质结构中是普遍存在的，与特定的化学或物理键合无关，并将在多铁性领域发挥重要作用。
2009-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau Theory of Domain Wall Magnetoelectricity
计算了双二次耦合多铁性系统中两个序参量畴壁性质的精确解析解。然后，这是适应的情况下，磁电多铁性材料，如BiFeO 3，以严格审查是否畴壁可以占的磁化强度的增强报告的薄膜这种材料，鉴于增加磁化强度和增加畴壁的体积分数之间的相关性，薄膜变得更薄。目前的分析可以概括为描述一类磁电器件的基础上域壁，而不是散装性能。
2010-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Impact of magnetization and hyperfine field distribution on high magnetoelectric coupling strength in BaTiO$_3$-BiFeO$_3$ multilayers
了解多铁性结构中的磁电（ME）耦合机制，无论从基础还是应用的角度来看都是至关重要的。我们在这里报告的磁电性能，以及磁化强度，BaTiO $_3$ -BiFeO $_3$超晶格可以通过改变BiFeO $_3$层的厚度进行调谐。磁电电压系数（$α_{ME}$）在300 K下达到其最大值60.2 Vcm $^{-1}$ Oe $^{-1}$，这是迄今为止报道的最高值之一，对于具有5 nm的BiFeO $_3$厚度和10 nm的BaTiO $_3$厚度的样品。为了更深入地了解增加的磁电耦合，以及局部和宏观的磁性，样品与不同的BiFeO $_3$厚度进行了研究。超精细场（HFF），磁电电压系数和磁化强度之间建立了相关性。讨论了强磁电耦合的可能机制。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion of ferrimagnetic magnetization by ferroelectric switching via a novel magnetoelectric coupling
尽管已经广泛地研究了几种多铁性材料/异质结构，但是找到用于磁化的电场控制的强磁电耦合仍然具有挑战性。在这里，一种新的界面磁电耦合的基础上的三个组件（铁电偶极子，磁矩，反铁磁秩序）解析制定。作为载流子介导的磁电效应的一种延伸，这种新的耦合被证明可以引起电-磁磁滞回线。提出了采用沿[ $111$ ]轴生长的BiFeO $_3$双层的实现。在不涉及磁相变的情况下，磁化取向可以通过由场效应驱动的载波调制来切换，如使用第一性原理计算所确认的。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of polarization and magnetization in polycrystalline magnetoelectric composite
磁化的电控制或极化的磁控制在同时具有电和磁偶极矩的材料中提供了额外的自由度，磁电多铁性确定了具有多晶配置的微结构，其增强了整体极化/磁化，并且优于单晶配置。多晶配置对应的本地字段的表征强调非平凡的作用，发挥了更好的交叉耦合介导的各向异性和非对称应变的随机性。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Interfacial Magnetoelectric Coupling in Tri-component Superlattices
利用第一性原理密度泛函理论研究了铁磁金属（FM）、铁电金属（FE）和普通金属（NM）组成的三组分超晶格中的界面磁电耦合.使用Fe/FE/Pt作为一个模型系统，我们表明，一个净和累积的界面磁化诱导FM金属附近的FM/FE界面。仔细分析Fe中的磁矩揭示了界面磁化是界面电荷转移、化学键合和自旋相关的静电屏蔽的复杂相互作用的结果。最后的效果是线性的FE极化，是可切换的，其逆转，并产生大量的界面磁电耦合。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Full magnetoelectric response of Cr2O3 from first principles
通过跟踪宏观电场作用下的磁化强度变化，从第一性原理出发计算了Cr2 O3在零温下的线性磁电响应。计算自旋和轨道对感应磁化强度的贡献，并将每种情况下的响应分解为晶格和电子部分。我们发现横向响应主要由自旋-晶格和自旋-电子贡献决定，其计算值与静态和光学磁电测量结果一致。在纵向响应的情况下，轨道的贡献占主导地位的自旋贡献，但净计算的纵向响应仍然远小于实验测量的低温下。我们还讨论了Cr_2O_3的两个时间反转的磁畴中磁电耦合的绝对符号。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in antiferromagnetic multiferroic Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 and its solid solutions with PbTiO3
反铁磁体（AFM）目前被认为是应用于自旋电子学和随机存取存储器的有前景的材料，这是由于以AFM状态存储的信息对扰动磁场的鲁棒性（P. Wadley等人，Science 351，587（2016））。在这方面，AFM多铁性可能是传统AFM的有吸引力的替代品，因为磁性与铁电性的耦合（磁电效应）提供了电场控制和AFM畴切换的优雅可能性。本文报道了Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3（PFN）和（1- x）Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3xPbTiO_3（PFNxPT）单晶和高阻陶瓷中二次磁电（ME）效应的实验和理论研究结果。我们感兴趣的主要是在温度范围内的多铁性相，T < 150 K，ME耦合系数是非常大的（相比，众所周知的多铁性BiFeO 3），并显示在顺磁反铁磁相变的符号反转。此外，我们观察到强烈的ME响应的非线性在AFM阶段的磁场只有几千欧。为了描述PFN和PFN-xPT中ME效应的上述不寻常特征的温度和磁场依赖性，我们使用简单的唯象Landau方法，该方法解释了实验数据。我们的ME测量表明，只有20-25 kV/cm的电场是能够切换AFM域，并将它们与铁电的，即使在PFN陶瓷样品。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric susceptibility tensor of multiferroic TbMnO3 with cycloidal antiferromagnetic structure in external field
研究了具有摆线反铁磁结构的多铁性TbMnO 3在外加电场和磁场中的磁电、介电和磁化率张量，并考虑了自旋、电偶极子和声学子系统的动力学.张量的所有分量都取决于外部电场和磁场的大小。研究了外电场和磁场对具有摆线反铁磁结构的多铁性TbMnO_3电动力学性质的控制。在这种材料中观察到自旋波、电偶极子波、电磁波和声波的共振相互作用。
2013-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoelectric coupling in polycrystalline FeVO4
本文报道了反铁磁多晶FeVO_4的磁序和电序之间的耦合，在TN_2 = 15.7K时，在第二反铁磁相变以下的非共线反铁磁态中发现了磁致极化。在这个低对称性相空间群P-1中，电极化的强度的磁场依赖性证明了在非共线自旋配置的反铁磁相中的明显磁电耦合。在极性到非极性转变附近观察到的磁介电效应的不连续性证明了两种不同反铁磁状态下不同磁介电耦合之间的竞争。TN2附近的热膨胀异常和磁致伸缩效应的存在支持磁弹性介导的磁电效应。
2009-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Local indirect magnetoelectric coupling at twin walls in CaMnO$_3$
NTNU Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
通过密度泛函理论计算研究正交相CaMnO$_3$（$Pnma$空间群）铁弹孪晶界的几何与磁学性质，发现界处反演对称破缺诱导局域极性畸变并与磁序耦合，产生增强面外磁矩及局域磁化，提出块体中心对称反铁磁体孪晶界可涌现磁电耦合及极化与磁化共存。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Identifying Axion Insulator by Quantized Magnetoelectric Effect in Antiferromagnetic ${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$ Tunnel Junction
内禀磁性拓扑绝缘体${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$在反铁磁基态被认为是一种轴子绝缘体。然而，轴子绝缘体的直接识别仍然是实验上难以捉摸的，因为所观察到的消失霍尔电阻，而表示的轴子场的发病，是不足以区分系统从一个平凡的正常绝缘体。使用数值格林函数，我们从理论上证明了量子化的磁电流在隧道结的原子薄${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$夹在两个接触，这是一个烟雾枪信号，明确确认反铁磁${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$是一个轴子绝缘体。我们的预测可以直接通过实验来验证。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of strain on magnetization and magnetoelectric effect in La0.7A0.3MnO3 / PMN-PT(001) (A = Sr; Ca)
研究了<= 0.12%的可逆双轴应变对外延铁磁锰氧化物薄膜磁化强度的影响。在20 - 50 nm厚的薄膜中，记录了M随温度、应变和磁场的变化。这是通过施加电场E <= 12 kV cm-1可逆压缩菱面体压电0.72 PMN-0.28 PT（001）衬底的各向同性面内晶格参数来实现的。导出了总面内应变的大小。应变引起的位移的铁磁居里温度（Tc）高达19 K，发现在La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）和La0.7Ca0.3MnO3薄膜和定量分析LSMO内的立方模型。室温下观测到的大磁电耦合系数α = μ 0 dM/dE <= 6 × 10-8 s m-1是由磁膜铁电衬底系统中的应变引起的M变化引起的。它对应于在双轴压缩0.1%时mu 0 Δ M <= 19 mT的增强。非常大的α源自三个关键性质的组合：（i）铁磁锰氧化物中M的强应变依赖性，（ii）PMN-PT衬底的大压电应变和（iii）膜-衬底界面处的有效弹性耦合。
2006-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Linear magnetoelectric effect in the antiferromagnetic Sm2BaCuO5
报道了在具有中心对称正交结构的Sm_2BaCuO_5中发现的线性磁电效应。磁化强度和比热测量揭示了长程反铁磁有序的Cu 2+和Sm 3+离子的时刻在TN 1 = 23 K和TN 2 = 5 K，分别。施加的磁场在TN 1处诱导介电异常，其幅度随着磁场的增加而增加，从而导致显着的（1.7%）磁电容效应。另一方面，在TN 2的零施加磁场中观察到的介电异常显示出小的（0.4%）磁电容效应。有趣的是，外加磁场诱导的电极化的强度低于TN 1，并且极化线性变化，直到最大外加磁场为9 T，磁电系数α ~ 4.4 ps/m，表现出高磁电耦合。低于TN 2时，由于Sm亚晶格的有序化，电极化的强度在2 K和9 T下从35 μC/m2降低到29 μC/m2。利用对称性分析解释了Sm 2BaCuO 5中观察到的线性磁电性。
2019-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry Analysis of Magnetoelectric Effects in Honeycomb Antiferromagnet Co4Nb2O9
在三角P-3c 1空间群Co离子对称性分析的基础上，研究了蜂窝反铁磁体Co 4 Nb 2 O 9的磁电效应。对于每个Co离子，可能的自旋依赖性分类的C3点群对称性。这解释了观察到的主要效应，即相对于在ab平面中施加的外部磁场的旋转，电极化的强度以两倍的速度在相反方向上旋转。反型中心和二重轴限制了电极化的强度对自旋的主动依赖性，这很好地解释了实验观察到的结果。预期的四极激发和各种类型的二向色性的光学性质进行了讨论。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local multiferroic ordering at room temperature in collinear magnetoelectric antiferromagnets induced by flexo-Zeeman coupling
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心）；Faculty of Physics of Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学物理学院）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Department of Applied Physics, KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院应用物理系）
本文在简单氧化物Cr2O3中实验证明了特定畴壁可作为室温多铁区域，其机制源于交换作用的各向异性晶体对称性依赖，适用于双亚点阵反铁磁体，为高温自旋驱动多铁性在磁电自旋轨道存储与逻辑中的应用奠定基础。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nature of Magnetoelectric coupling in corundum antiferromagnet Co4Ta2O9
研究了自旋触发器驱动的反铁磁体Co 4 Ta 2 O 9的磁电容效应和磁电耦合效应。用唯象的Ginzburg-landau铁电磁体理论分析了高磁场下的磁电容数据，发现介电常数的变化与磁化强度的平方成正比。在6 T下，饱和极化强度和磁电耦合系数分别为52 μ C/m ~ 2和$γ$ = 1.4 × 10 ~（-3）（emu/g）~（-2）。只有当样品在磁场的存在下冷却时，才能在Neel温度以下实现电极化的强度，并且确定基态是非铁电的，这意味着磁性晶格不会导致Co 4 Ta 2 O 9中的自发对称性破缺。
2017-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Vector Potential and Surface Magnetic Field in Magnetoelectric Antiferromagnetic Materials
本文提出了一个计算体周期系统平均矢势的一般公式，并给出了磁界面边界条件。对于反铁磁材料，该研究揭示了一个独特的宏观势和取向依赖的磁四极之间的关系，由于不同的晶体和磁对称性。特别是，在没有反转和时间反转对称性的截断体的表面和界面处，平均矢势表现出不连续性，这导致界面磁场。然而，一般来说，由于表面和界面的电子和原子弛豫，可能会导致额外的磁化。对于实验观察到的磁电反铁磁体，特别是，我们的对称性分析表明，弛豫效应很可能是一个系统响应存在这样一个潜在的不连续性。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear magnetoelectric coupling and ferroelectricity induced by the flexomagnetic effect in ferroics
利用对称性理论，我们分析了所有90个磁类中的弯磁效应，并表明其中69个是弯磁的。然后，我们探讨如何对称性破缺，不可避免地存在于附近的表面，改变局部对称性，从而形成的flexomagnetic张量。所有可能的表面磁性类别（数量为19）是从表面切割001，010和100类型的90个体磁性类别中获得的。结果表明，所有90块体磁性类成为弯磁，压磁和压电在表面附近。使用自由能的方法，我们表明，flexomagnetic效应导致一种新型的弯曲磁电（FME）耦合在纳米和散装材料，在所有的空间区域，其中的极化和（反）磁化矢量是空间不均匀的，由于外部或内力。线性FME耦合，成比例的产品的（反）磁化和极化，flexoelectric和flexomagnetic张量的梯度，是显着的纳米级铁电-（反）铁磁，其中的极化和磁化的梯度强制存在。纳米铁电-（反）铁磁材料中，由于空间约束引起的自发FME耦合导致了尺寸依赖的线性磁电耦合。我们表明，弯曲磁效应可能会导致不适当的铁电体（反）铁磁通过线性和非线性FME耦合。非均匀自发极化是由（反）磁化梯度引起的，它存在于所有空间区域，极化变化和（反）磁化矢量改变其方向。梯度可以通过表面影响以及通过例如样品弯曲的外部应变来诱导。
2011-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Imaging antiferromagnetic domains in LiCoPO$_4$ via the optical magnetoelectric effect
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；Leibniz IFW Dresden（莱布尼茨德累斯顿固体研究所）；University of Tokyo（东京大学）；Tokyo College, University of Tokyo（东京大学东京学院）；HUN-REN–BME Condensed Matter Physics Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与教育网络-布达佩斯技术与经济大学凝聚态物理研究组）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
通过光学磁电效应，研究者利用光吸收差异实现了LiCoPO₄中反铁磁域的成像，为探测非中心对称过渡金属化合物中的AFM序参量提供了新方法。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Altermagnetic Multiferroics: Symmetry-Locked Magnetoelectric Coupling
University of Jinan（济南大学）；Institute for Superconducting and Electronic Materials, Faculty of Engineering and Information Sciences, University of Wollongong（伍伦贡大学工程与信息科学学院超导与电子材料研究所）
研究提出异磁多铁材料，通过 spin-space 对称性实现强磁电耦合，具有零净磁化、动量依赖性自旋分裂等优势，为低功耗自旋电子器件提供新途径。
2025-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Topological Surface Magnetism and Neel Vector Control in a Magnetoelectric Antiferromagnet
该研究发现室温线性磁电反铁磁体 Cr2O3 的所有表面均具有拓扑保护的表面磁性，从而可仅用磁场调控体相 Néel 矢量，为反铁磁自旋电子学提供了新的调控途径。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Theoretical Study of Magnetoelectric Effects in Honeycomb Antiferromagnet Co4Nb2O9
蜂窝状反铁磁体Co_4Nb_2O_9具有一种有趣的磁电效应，即电极化的强度在基底ab平面上以与外加磁场旋转相反的两倍速度旋转。自旋相关的电偶极子可以是磁电效应的起源。它是由不同位置（I型理论）或相同位置（II型理论）的自旋算符的乘积描述的。我们在对Co_4Nb_2O_9晶体结构对称性分析的基础上，对这两种情况下的电极化的强度进行了研究，并得出后者是观测结果的根源的结论。本文还在Ⅰ型理论的基础上，对具有C3点群对称性的蜂窝晶格上的场致电极化的强度作了一般性的描述。
2019-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden Real Topology and Unusual Magnetoelectric Responses in Monolayer Antiferromagnetic Cr$_2$Se$_2$O
本文通过第一性原理计算发现 ML-CrSeO 是首个具有拓扑保护角态的二维反铁磁 RCI，其隐藏实拓扑导致自旋-角耦合及符号函数型可切换磁电响应。
2023-10-31 cond-mat.mtrl-sci
High-resolution neutron diffraction determination of noncollinear antiferromagnetic order in the honeycomb magnetoelectric Fe$_{4}$Nb$_{2}$O$_{9}$
Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Yonsei University（延世大学）；Chonnam National University（全南国立大学）；Center for Integrated Nanostructure Physics, Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院集成纳米物理中心）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
通过高分辨率中子衍射确定Fe$_{4}$Nb$_{2}$O$_{9}$的非列线反铁磁序，揭示其磁电性质的关键结构信息。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Institut für Festkörperforschung（固体研究所）；Department of Advanced Materials Science, The University of Tokyo（东京大学先进材料科学系）；Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg（奥格斯堡大学电子关联与磁性中心）；Tokyo College and department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学东京学院与应用物理系）
利用反向光学磁电效应在LiNiPO4中实现反铁磁域的全光学控制，展示了非热非易失的写入机制，为光磁学提供新范式。
2025-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing magnetic symmetry in antiferromagnetic Fe4Nb2O9 single crystals by linear magnetoelectric tensor
在本研究中，我们研究了磁介电，磁电（ME），和角依赖极化在单晶Fe 4 Nb 2 O 9。当磁场沿三个正交的x-、y-（y//[120]）和z方向施加时，发现仅在T-N接近95 K时，磁介电效应在ε（x）（x//[100]）、ε（y）（y//[120]）和ε（z）（z//[001]）中是显著的。当沿三个正交方向施加高达9 T的有限磁场时，在反铁磁相中可以感应出分别为70、100和30 μ C/m（2）的有限极化P-x、P-y和P-z。角相关极化测量验证了T-N以下的主要线性ME效应。从上述实验结果可以推断出具有所有九个非零分量的线性ME张量a（ij），表明倾斜反铁磁位形具有低得多的磁点群-1'。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High frequency susceptibility of a weak ferromagnet with magnetostrictive magnetoelectric coupling: using heterostructures to tailor electromagnon frequencies
本文的第一部分计算了铁电和反铁磁（也称为弱铁磁）同时存在的磁致伸缩磁电耦合薄膜的高频磁电磁化率。我们发现，铁电和光学反铁磁激发之间存在一个动态耦合。在本文的第二部分中，我们用有效介质方法计算了这种材料与铁磁体交替薄膜构成的异质结构的磁化率。偶极磁场用于耦合铁磁和光学反铁磁模式，这又耦合铁磁和铁电激发。这提供了一种在微波区产生“电磁振子”模式的机制，这可能对应用有用。
2009-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Antiferromagnetic dichroism and Davydov splitting of 3d-excitons in a complex multisublattice magnetoelectric CuB2O4
多铁性材料中磁相变时的时空对称性破缺导致了许多显著的光学效应。我们的高分辨率光谱研究的3d-激子在一个复杂的多亚晶格磁电CuB 2 O 4表明，其中，一个大的反铁磁线性二向色性被观察到这是高度亚晶格敏感的自旋子系统的细微变化。我们证明，发现的线性二向色性与微观上的磁性Davydov分裂激子状态。我们宣布了一种新的磁相变，并认为，一个椭圆形的螺旋结构，而不是一个简单的圆形螺旋线实现的无公度相，这些发现被忽视在以前的研究中，通过光学和其他技术。我们认为，这种光谱方法可以有效地应用于其他材料，揭示磁性结构和相变的隐藏特征。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-mediated magnetoelectric effect for the electric-field control of magnetic states in nanomagnets
没有电流的磁电场控制可能会使自旋电子学朝着超低功率方向发生革命。在这里，通过使用机械耦合相场模拟，我们计算证明了应变介导的磁电效应的应用电场控制的异质结构中的磁状态。在由软纳米磁体Co和压电衬底PMN-PT构成的模型异质结构中，探索了由电场激发的磁态的波动性和磁化翻转动力学。研究发现，电场可以驱动单畴纳米磁体进入平衡涡旋态。即使在去除电场或施加反向电场之后，纳米磁体仍保持在涡旋状态，即涡旋状态是极其稳定且非易失的。只有通过利用旋进磁化动力学，180 $^\circ$磁化切换是可能的，在小尺寸的纳米磁体，这是自由的稳定的涡旋状态。通过对电场幅值、脉冲宽度和斜坡时间的精心设计，电场脉冲可以实现确定性的180 $^\circ$开关。最小开关时间小于10 ns。这些结果为低功耗、高可靠性和快速电场控制自旋电子学的设计提供了有用的信息。
2017-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Weak ferromagnetism and magnetoelectric coupling in bismuth ferrite
采用密度泛函理论，在局域自旋密度近似下，采用LSDA+U方法，对磁电多铁性BiFeO_3中铁磁序参量之间的耦合进行了理论分析.我们发现，弱铁磁性的Dzyaloshinskiii-Moriya型发生在这种材料中，我们分析所产生的磁化强度和结构扭曲之间的耦合。我们探讨了电场感生磁化反转的可能性，并表明，虽然它不太可能在BiFeO_3中实现，但它不是一般不可能的。最后，我们概述了必须满足的条件，以实现切换的磁化使用电场。
2004-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of a charge-neutral muon-polaron complex in antiferromagnetic Cr$_2$O$_3$
本文报道了对典型的磁电反铁磁体Cr $_2$ O $_3$的μ子自旋旋转（$μ$ SR）研究.我们发现带正电荷的μ子（$μ^+$）占据了几个不同的间隙位置，并表现出丰富的动力学行为，包括局域跳跃、热激活位跃迁以及由μ子和电子极化子组成的电荷中性复合物的形成.这种复合物的发现具有广泛的磁性氧化物的$μ$ SR光谱的解释的影响，并打开了一条路线，研究在这种材料中的间隙氢杂质的掺杂剂特性。我们解决植入一个$μ^+$到线性磁电所产生的影响，并讨论了观察当地的μ子电荷产生的磁电效应的挑战。
2019-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Induced magnetoelectric response in Pnma perovkites
我们使用对称性分析表明，G，C和A型反铁磁Pnma钙钛矿可以表现出磁电（ME）响应时，铁电不稳定性与外延应变诱导。使用第一性原理计算，我们计算的值允许ME应变CaMnO 3作为一个模型系统的响应。我们的研究结果表明，大的线性和非线性ME响应存在，可以发散时接近铁电相变。通过分解电子和离子的贡献，我们探索的ME响应的详细机制。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Tuning magnetoelectricity in a mixed-anisotropy antiferromagnet
研究通过在 LiNiPO$_4$ 中以 Fe$^{2+}$ 部分取代 Ni$^{2+}$，引入随机单离子各向异性并降低磁对称性，从而解锁母体中禁戒的磁电耦合并使其增强两个数量级。
2022-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-field magnetoelectric coupling and successive magnetic transitions in Mn-doped polar antiferromagnet Ni3TeO6
本研究系统调查了Mn掺杂Ni3TeO6单晶在52 T高场下的磁性与磁电性质，揭示了其弱铁磁行为、变磁性转变及一阶和二阶磁电耦合机制，为理解该类材料的磁电耦合提供了新洞见。
2024-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Influence of strain and oxygen vacancies on the magnetoelectric properties of multiferroic bismuth ferrite
采用第一性原理密度泛函理论计算了多铁性材料BiFeO 3的铁电极化和弱铁磁磁化强度与应变和氧空位的关系。发现电极化的强度与应变相当无关，与大多数常规钙钛矿铁电体形成鲜明对比。它也不受氧空位或应变和氧空位的组合存在的显著影响。磁化强度也不受应变的影响，然而氧空位的掺入可以轻微地改变磁化强度，并且还导致Fe^{2+}的形成。这些结果进行了讨论，根据最近的实验BiFeO_3的外延膜，报告了一个强烈的厚度依赖性的磁化强度和极化。
2005-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Characterizing and Overcoming Surface Paramagnetism in Magnetoelectric Antiferromagnets
本文通过密度泛函理论与蒙特卡罗计算揭示了Cr2O3表面磁化在奈尔温度下呈顺磁性的机制，并提出改变米勒指数或Fe掺杂两种策略以增强表面耦合、稳定高温表面磁化。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Two-step transition in a magnetoelectric ferrimagnet Cu2OSeO3
我们报告了一个详细的磁电亚铁磁体Cu 2 OSeO 3的单晶调查使用直流磁化和交流磁化率沿三个主要方向[100]，[110]和[111]。我们观察到，在小磁场中，发生两次磁转变，一次在Tc = 57 K，另一次在TN = 58 K。在Tc的非线性磁化率揭示了铁磁成分的出现和低于Tc的磁化强度测量显示场冷却和零场冷却制度之间的分裂。在1000 Oe以上，磁化饱和并且系统处于单畴状态。低于Tc的饱和度的温度依赖性可以很好地描述为m（T）= m（0）[1 -（T/Tc）^2]^β，其中m（0）= 0.56（mu）B/Cu，对应于3-up-1-down构型。在薄单晶上测得的介电常数显示出低于过渡的系统偏差，表明固有的磁电效应。
2012-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
PbTi1-xPdxO3: A New Room-temperature Magnetoelectric Multiferroic Device Material
在过去的几年里，有大量的关于铋铁氧体（BiFeO 3）的论文，试图开发其室温磁电多铁性。虽然这些都是有吸引力的，BiFeO 3是不是理想的多铁性，由于弱磁化和限制漏电流的困难。因此，人们正在寻找替代品，包括镓铁氧体（GaFeO 3）等材料。在目前的工作中，我们报告了一个全面的研究钙钛矿PbTi 1-xPdx O3（0 < x < 0.3）。我们的研究包括介电，阻抗和磁化测量，电导率分析和研究的结晶相存在于样品中，特别注意到次要相，确定为PdO，PbPdO 2，和Pd 3 Pb。这项工作在两个方面是显着的：Pd很难取代ABO 3钙钛矿氧化物（在那里它可能是有用的催化），Pd是磁性的，只有在不寻常的条件下（在应变或内部电场）。该新材料作为PZT的衍生物，有望具有比BiFeO 3更强的压电性能。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Multi-state data storage in a two-dimensional stripy antiferromagnet implemented by magnetoelectric effect
本工作报道二维条纹反铁磁绝缘体CrOCl中的磁电效应，并利用其多稳态实现多态数据存储，展示了二维反铁磁材料在超越二进制操作方面的潜力。
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Analogy between the magnetic dipole moment at the surface of a magnetoelectric and the electric charge at the surface of a ferroelectric
为了纪念Igor Dzyaloshinskii的90岁生日，我们根据现代铁电极化理论重温了他在线性磁电效应方面的开创性工作。我们表明，与磁电材料的表面磁偶极矩是类似的铁电体中的束缚表面电荷，因为它可以方便地描述在一个块体磁电多极化，这是类似于铁电极化。我们定义的内在表面磁化强度为每单位面积的表面磁偶极矩，并提供了一个方便的配方提取它的任何表面平面，从知识的散装磁秩序。我们演示的原型磁电材料，Cr $_2$ O $_3$，其中Dzyaloshinskii第一次确定的线性磁电效应的程序，并比较最近的实验测量的内在表面磁化强度的值。最后，我们认为，非磁电反铁磁体的多极化晶格不包含零应该有一个内在的表面磁化，以同样的方式，非极性绝缘体的极化晶格不包含零有一个内在的表面电荷。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Electric field manipulation of magnetization in an insulating dilute ferromagnet through piezoelectromagnetic coupling
本研究发现铁磁 Ga$_{1-x}$Mn$_x$N 中电场可逆或不可逆地改变磁化，通过逆压电效应改变单离子各向异性，为远离热平衡的玻璃体系时变微扰理论提供实验支持。
2025-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Theory of orbital magnetoelectric response
将最近发展起来的体轨道磁化理论推广到有限电场中，并利用它计算了周期性绝缘体的轨道磁电响应。在独立粒子框架下，我们发现有限场轨道磁化强度可以表示为三个规范不变贡献的和，其中一个在零场没有对应的贡献。额外的贡献与电场共线并且明确地依赖于该电场。轨道磁化的表达式是适合于第一原理的实现，允许计算的磁电响应系数的数值微分。或者，微扰理论技术可以使用，并为此目的，我们推导出一个表达式直接为线性磁电张量采取第一场导数解析。两种类型的条款获得。一个是“Chern-Simons”项，它只依赖于未扰动的占据轨道，并且是纯各向同性的。另一个是“久保”项，涉及轨道的一阶变化，并对响应作出各向同性和各向异性的贡献。在普通的磁电绝缘体中，这两个术语通常都存在，而在强Z2拓扑绝缘体中，只允许前一种类型，并且是量子化的。为了验证理论，我们计算了周期性边界条件下的线性磁电耦合的3-D紧束缚模型的一个普通的磁电绝缘体，使用有限场和微扰理论表达式。结果与有界样本的计算结果非常吻合。
2010-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Magnetization in Antiferromagnets: Classification, example materials, and relation to magnetoelectric responses
本文结合对称性分析与密度泛函理论，按粗糙度稳健性和磁补偿性分类反铁磁表面磁化，并用 ME 多极子及响应张量解释其起源。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A three-order-parameter bistable magnetoelectric multiferroic metal
使用第一性原理计算，我们预测，层状钙钛矿金属Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$是一个铁磁体，铁电体，铁磁环，这可能实现长期追求的目标，室温铁磁单相多铁性与大，强耦合，初级极化和磁化。Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$具有两个具有相互正交的矢量序参量（极化、磁化、铁环性）的近能量简并基态，其可以通过在基态之间切换而全局旋转。巨大的交叉耦合磁电和磁致伸缩效应，以及光学非互易性，因此预计。重要的是，Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$在富O生长条件下应该是化学稳定的，因此在实验上可获得。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near room temperature magnetoelectric response and tunable magnetic anisotropy in the two-dimensional magnet 1T-CrTe2
利用ab initio密度泛函理论，研究证实二维1T-CrTe2的磁晶各向异性、居里温度等性质可通过应变或电场调控，为自旋电子学器件应用提供了近室温磁电响应基础。
2025-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface-symmetry-driven Dzyaloshinskii--Moriya interaction and canted ferrimagnetism in collinear magnetoelectric antiferromagnet Cr$_2$O$_3$
本研究通过理论证明，表面磁对称类决定了Cr$_2$O$_3$中的DMI，导致表面倾斜铁磁，并解释了磁输运测量与DFT预测，为反铁磁自旋电子学提供框架。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Noncollinear magnetic order, in-plane anisotropy, and magnetoelectric coupling in a pyroelectric honeycomb antiferromagnet Ni$_{2}$Mo$_{3}$O$_{8}$
本研究结合中子衍射与各向异性磁化率测量，确定 Ni$_{2}$Mo$_{3}$O$_{8}$ 的非共线条纹反铁磁结构，并通过磁电张量分析揭示其磁电耦合机制。
2024-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
