Ferroelectric Capped Magnetization in Multiferroic PZT/LSMO Tunnel Junctions
采用脉冲激光沉积技术在铁磁材料La 0.67 Sr 0.33 MnO 3（30 nm）上生长了自极化的超薄铁电PbZr 0.52 Ti 0.48 O3（PZT）薄膜（5 nm和7 nm），研究了极性覆盖对铁电隧道结（FTJ）器件磁化强度的影响. PZT/LSMO异质结厚极性PZT（7 nm）盖帽显示出近100%的增强磁化强度与薄极性PZT（5 nm）的薄膜相比，可能是由于过量的空穴从铁电铁磁层转移。芯能级X射线光电子能谱学研究表明，在7 nm极性封端的LMSO中存在较大的Mn 3s交换分裂和较高的Mn 3 +/Mn 4+离子比。
2015-03-27 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
Photoinduced magnetization change in multiferroic YbFe2O4
研究了激光辐照对多铁性YbFe_2 O_4单晶磁化强度的影响。在ab平面和c轴方向上都证实了光致磁化强度的变化。光致磁化强度降低的温度依赖性排除了激光加热的原因。光致磁化强度的变化为YbFe_2 O_4中的自旋-电荷耦合提供了强有力的证据。这种基于电荷序诱导多铁性的光磁效应可用于磁化的非热光学控制。
2009-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of magnetization and structural distortions in multiferroic BiFeO3 : an ab initio density functional theory study
由于公式4中的一个关键引用错误，作者撤回了这篇论文。
2007-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of elastically pinned magnetic domain walls on magnetization reversal in multiferroic heterostructures
在展现铁电与铁磁子系统之间的全畴相关性的弹性耦合多铁性异质结构中，磁畴壁牢固地钉扎在铁电畴边界的顶部上。在这项工作中，我们研究的影响钉扎磁畴墙的磁化反转过程中的Co40Fe40B20楔膜耦合到铁电BaTiO 3衬底通过界面应变转移。我们表明，磁场方向可以用来选择两种不同的磁化反转机制，即（1）双切换事件涉及交替条纹域在同一时间或（2）同步切换的所有域。此外，还发现开关场随畴宽和膜厚的变化依赖于场的取向。这些结果被解释为考虑不同的能量的两种类型的钉扎磁畴壁中形成的系统。
2015-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Magnetization in Charge-ordered Multiferroic LuFe2O4
LuFe_2O_4具有多铁性，这是由于其在阻挫三角晶格上的电荷有序性。我们发现，LuFe_2O_4的磁化强度在多铁性状态下可以通过施加电压脉冲进行电控。取决于有或没有磁场，磁化可以电切换向上或向下。我们已经排除了热加热效应，并归因于这种电控制的磁化强度的内在磁电耦合响应的电荷有序的电击穿。我们的研究结果开辟了一条新的途径对磁化的电气控制。
2009-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamically induced multiferroic polarization
本研究提出在非极性非磁性材料中利用超短激光脉冲激发声子模式以瞬态诱导铁电极化和磁化的机制，通过控制激光和声子手性实现多铁极化的调控，为超快时间尺度上控制多铁性提供新途径。
2024-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetization in the multiferroic nanocomposites Bi$_{0.9}$Gd$_{0.1}$Fe$_{0.9}$Mn$_{0.05}$X$_{0.05}$O$_3$ (X= Cr, Co) thin films
在这项工作中，我们阐述和其特征在于纳米复合薄膜使用预选的多铁性矩阵Bi $_{0.9}$ Gd $_{0.1}$ Fe $_{0.9}$ Mn $_{0.1}$ O $_3$（BGFMO）的目的，以提高其基本的铁电和磁性能。利用压电响应力显微镜（PFM）研究了纳米复合薄膜的局域铁电特性。通过对铁电畴的局部操纵，研究了铁电畴的开关行为。磁性研究表明，在BGFMO矩阵中的过渡金属元素的掺入带来了有趣的宏观磁化强度在室温下的增加。此外，在所研究的薄膜的M（T）曲线中观察到自旋玻璃型行为。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced magnetization control in an oxide multiferroic heterostructure
利用电场控制磁性是新型自旋电子器件和未来纳米电子学的研究目标。因此，多铁性异质结构引起了人们的极大兴趣。在这里，我们提供的实验证据，并支持DFT分析，在La0.65Sr0.35MnO3（LSMO）薄膜的过渡到一个稳定的铁磁相，这是由铁电BaTiO 3（BTO）衬底，可以通过施加外部电场修改的结构和应变特性引起的。用同步辐射对Mn L边缘进行的X射线磁圆二色性（XMCD）测量显示，实际上两个磁转变作为温度的函数，对应于BTO衬底的结构变化。我们还表明，铁磁性，在室温下的原始条件下缺席，可以建立通过电开关的BTO铁电畴在面外方向。目前的研究结果证实，电诱导应变可以用来控制磁性的多铁性氧化物异质结构。
2022-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetic type-II Multiferroics with Néel-order-locked Electric Polarization
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials and Department of Materials Science and Engineering,Nanjing University（南京大学材料科学与工程系）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）；Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science, School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院）
通过对称性分析和微观理论，证明了交变磁Néel序可产生电极化，建立了交变磁多铁中Néel序锁定电极化的微观机制，并以单层MgFe$_2$N$_2$为例进行第一性原理验证。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Nonrelativistic spin-splitting multiferroic antiferromagnet and compensated ferrimagnet with zero net magnetization
本文提出并验证了利用铁电极化电控零净磁矩自旋劈裂反铁磁体与补偿亚铁磁体自旋极化的设计原则，为磁电自旋电子器件发展开辟新路径。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnet/Insulator/Ferroelectric nanometer multilayer for multiferroictronics
采用Stoner-Wohlfarth（SW）模型和Landau理论研究了铁磁/绝缘体/铁电（FM/I/FE）多层膜的场致磁化强度和极化强度的变化。已经发现，随着由场在FM/I/FE结构中引入的应力，磁化和极化状态都可以被显著地修改，并且它们的状态的组合可以是多种状态。这些结果证明了将自旋电子学和铁电学结合到多铁电子学中的可行性。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio prediction of a new multiferroic with large polarization and magnetization
利用第一性原理密度泛函理论设计了一种具有大自发磁化强度和极化强度的新型磁性铁电体。通过{ \it ferri-}磁性行为结合磁性，避免了与生产坚固绝缘铁磁体相关的常见困难。我们表明，有序的钙钛矿\BFCO将具有$\sim$ 80 $μ$ C/cm $^2$的极化，283 $μ$ C/cm $^{2}$的压电系数，和$\sim$ 160 emu/cm $^3$的磁化强度（2 $μ_B$每个公式单元），远远超过任何已知的多铁性的性质。
2004-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale polarization switching mechanisms in multiferroic BiFeO$_3$ thin films
利用压电响应力显微镜研究了具有本征“条状”和"气泡状“多畴结构的BiFeO $_3$多铁性薄膜的铁电开关。使用由扫描探针显微镜尖端施加的局部电场，我们观察到反转的平面外和平面内的偏振分量，与最终的域状态取决于尖端扫描方向。在"气泡状“样品中，实现了偏振的完全控制，面内偏振变化通过面外偏振反转来调节和稳定。在"条状“样品中，本征畴结构影响极化转换，并且在没有面外变化的情况下可能发生面内反转。观察到的开关行为可以很好地与尖端施加的高度不均匀电场的径向和垂直分量相关。
2009-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Colossal Type-II Multiferroic Polarization Driven by Collinear Spin Orders
Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；School of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Jiangsu Physical Science Research Center, Nanjing University（南京大学江苏省物理科学研究中心）
提出一种不依赖自旋-轨道耦合和自旋-晶格耦合的磁电耦合机制，在共线3d磁性系统中实现高达25.00 μC/cm²的面内铁电极化，比典型II型多铁体大两个数量级。
2026-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Multiferroic Characteristics in NdCrTiO5
我们报道NdCrTiO 5是一种不寻常的多铁性材料，具有大的磁场依赖的电极化的强度。虽然在这两个磁性亚晶格氧化物的磁电耦合是建立良好的，本研究的目的是寻找自发对称性破缺在磁过渡。这一结论是基于在反铁磁有序温度18K附近的广泛的磁化强度、介电和极化测量。NdCrTiO5的室温X射线衍射图表明，样品是单相的正交晶体结构，允许线性磁电耦合。直流磁化强度测量表明，磁化下降在11 K连同一个小的扭结对应于Co +3亚晶格有序在~18 K。磁有序温度随磁场的增加而显著增加，在磁有序温度附近观察到介电常数的异常。通过详细的热释电电流测量在零磁场，特别是作为一个功能的热循环，我们建立NdCrTiO 5是一个真正的多铁性材料，可能是由共线磁致伸缩驱动。
2013-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Metamagnetic behavior and effect of field cooling on sharp magnetization jumps in multiferroic Y2CoMnO6
我们提出了尖锐的磁化跳跃和磁场诱导的磁化不可逆性在多铁性Y2 CoMnO 6。磁弛豫和磁场扫描速率依赖的磁化跳的外观类似于马氏体的情况下，并建议在低温下共存的E* 型反铁磁和铁磁相。在Y2 CoMnO 6中，急剧跳跃所需的临界场可以根据冷却场的大小和方向而增加或减少;这与锰氧化物或其他变磁性材料显著不同，其中临界场增加而不管场冷却的方向。通过考虑界面处的交换钉扎机制，类似于交换偏置模型，描述了冷却场对急剧磁化跳变的依赖性。
2014-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A New Multiferroic State with Large Electric Polarization in Tensile Strained TbMnO3
通过第一性原理计算，系统地研究了外延应变对多铁性TbMnO 3结构和性能的影响。我们发现，虽然未应变的散装TbMnO3显示非共线的反铁磁自旋顺序，TbMnO3可以在压缩应变下的铁磁，与生长在SrTiO3上的TbMnO3的实验结果一致。通过增加拉伸应变高达5%，我们预测，TbMnO3转变成一个新的多铁性状态，具有大的铁电极化，两个数量级大于在未应变的散装，并具有相对较高的尼尔温度E型反铁磁秩序。我们还发现铁电畴和反铁磁畴是互锁的，因此外加电场可以同时实现铁电畴和反铁磁畴的开关。我们的工作表明，应变工程可以用来提高TbMnO 3的多铁性。
2013-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Deterministic manipulation of multi-state polarization switching in multiferroic thin films
本研究提出在BiFeO3多铁薄膜中结合面外电场与面内拖尾场，选择性控制71°和180°翻转路径，实现可逆、确定性的四态极化。
2022-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnon-induced magnetization dynamics in multiferroics
从理论上研究了非均匀磁电耦合对铁磁体磁振子感生动力学的影响。磁振子介导的磁电矩影响均匀磁化和磁振子驱动的畴壁运动。在域中，我们预测的磁化重定向，所施加的电场，这是几乎一个数量级大于通过相同的机制在其他物理系统中观察到的。所施加的电场也可用于以线性方式调整磁畴壁速度和运动方向，产生数倍于零场速度的磁畴壁速度。这些结果表明，多铁性系统提供了一个很有前途的舞台，实现低耗散磁化旋转和畴壁运动通过激发自旋波。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall 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
Spontaneous electric polarization and Magneto-dielectric coupling in ceramic multiferroic Co3TeO6
我们报告观察陶瓷Co 3 TeO 6的磁电和磁介电耦合。随温度变化的直流磁化强度和介电常数的测量一起表明磁序和电子极化之间的耦合。介电常数在~ 18 K的零磁场下出现强烈的反常现象，表明存在自发极化。在较低温度下的弱铁磁有序、铁电转变的场和温度依赖性等观察结果为P. Toledano等人最近的理论提议提供了实验验证，Phys.Rev.B85，214439（2012）。我们提供了直接的证据，自旋-声子耦合作为磁序的可能起源。
2013-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of internal electric field on ferroelectric polarization in multiferroic TbMnO$_3$
热释电测量已被广泛用于研究多铁性材料的铁电性质。然而，由于漏电流和捕获的电荷载流子，通过这种方法确定本征极化并不简单。在这里，我们证明了内部电场的形成，由于热刺激的电荷载流子和铁电极化的影响，在多晶样品的众所周知的多铁性TbMnO $_3$。当一个电场（$E_{ext}$）在铁电转变期间极化（$T_C$ $\sim$ 26 K）对于在$T_C$处获得去极化电流是必不可少的，仅在顺电态（$T_{pole}$ = 130 $-$ 50 K）下极化的样品也在$T_C$处表现出热电流峰，但具有与外场（$-$ $E_{ext}$）相同的极性（$-$ $I_{pyro}$）。我们证明，这些不寻常的行为的热电流是由一个积极的内部电场（$+$ $E_{int}$），这反过来又是由热刺激的自由电荷载流子在顺电状态的极化过程中所造成的。我们还表明，直流偏置电流和高温电流测量相结合是一种很有前途的方法来研究本征铁电性能的多铁性材料。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Tri-layer superlattices: A route to magnetoelectric multiferroics?
我们探索计算形成的三层超晶格作为一种替代方法相结合的铁电性与磁性，形成磁电多铁性。我们发现三层结构对超晶格极化的贡献与传统铁电体中的典型极化相比很小，并且可切换的铁电组分可以忽略不计。相比之下，我们表明，外延应变和“负压”可以产生大的，可切换的极化是兼容的磁性共存，即使在材料中没有活跃的铁电离子。
2007-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Electric polarization observed in single crystals of multiferroic Lu2MnCoO6
我们报告电极化的强度和磁化强度测量在双钙钛矿Lu2MnCoO6单晶使用脉冲磁场和光学二次谐波产生（SHG）在直流磁场。我们观察到单晶中电极化的强度的良好分辨的磁场诱导的变化，从而解决了关于多铁性行为是这些材料固有的还是多晶的外在特征的问题。我们发现沿晶体b轴的电极化的强度，这是抑制沿c轴施加磁场，并提出一个模型的磁电耦合的起源。此外，我们使用电容和电极化的强度来绘制相图，以确定有序区域和磁电滞后区域。这种化合物是一个罕见的例子耦合滞后行为的磁和电性能。与滞后极化耦合的类铁磁磁滞回线不能归因于普通的铁磁畴，而是归因于轴向次近邻相互作用模型中类伊辛自旋的磁阻挫的丰富物理性质。
2016-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Multiferroicity
在材料中诱导多铁性的吸引人的机制是通过空间变化的磁化产生电极化的强度，所述磁化通过自旋-轨道相互作用耦合到晶格。在这里，我们描述的倒数效应，其中一个随时间变化的电极化的强度诱导磁化，即使在没有现有的自旋结构的材料。我们开发了一种形式主义的情况下，这种动态的多铁性效应的偏振来自光学声子，并计算的声子塞曼效应，这是固体状态下的等效分子中的振动塞曼效应的强度，使用密度泛函理论。我们进一步表明，最近观察到的行为-磁振子的光驱动声子的共振激发-描述的形式主义。最后，我们讨论的情况下，不是由晶格动力学驱动的例子和解释的Dzyaloshinskiii-Moriya型电磁振子的激发和逆法拉第效应的动态多铁性的观点。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
New multiferroics based on EuxSr1-xTiO3 nanotubes and nanowires
利用Landau-Ginzburg-Devonshire理论研究了EuxSr 1-xTiO 3纳米管和纳米线的结构反铁畸变序参量（氧八面体旋转）、极化和磁化之间的复杂相互作用。计算了EuxSr 1-xTiO 3的体相和纳米相相图，包括反铁磁相、铁电相、铁磁相和反铁磁相。我们的计算结果表明，EuxSr 1-xTiO 3纳米线和纳米管的“三重”反铁磁畸变铁电铁磁相的存在。提出了基础研究的兴趣，并可能对其潜在的应用很重要。由于三相存在于低温（<10 K）下，具有高极化和磁化值（~50 μ C/cm 2和~0.5 MA/m2）。因此，结构扭曲，极化和磁化强度之间的强耦合表明EuxSr 1-xTiO 3纳米系统作为可能的多铁性应用的强有力的候选者。
2012-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric response of the antiferromagnetic multiferroics with cycloidal equilibrium for the polarization related to the noncollinear spins
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）
本文解析研究反铁磁多铁性材料在摆线平衡态下的介电响应，揭示自旋起源极化对动力学的影响，并阐明弱铁磁性及无间隙自旋波的关键贡献。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Designing Asymmetric Multiferroics with Strong Magnetoelectric Coupling
多铁性为电场控制磁性提供了令人兴奋的机会。不幸的是，单相多铁性适合在室温下这样的应用还没有被发现。在此，我们提出了一种新型的多铁性材料的概念，即“非对称多铁性”。在非对称多铁性材料中，两个局部稳定的铁电态是不对称等价的，导致这两个铁电态之间的磁性不同。此外，我们从第一性原理预测，具有LiNbO 3型结构的Fe-Cr-Mo超晶格是这样一个不对称的多铁性。强亚铁磁性，高铁电极化，和显着的磁性转变温度对极化的依赖性，使这种不对称的多铁性在室温下实现磁场控制的理想候选人。我们的研究表明，非对称多铁性可能为磁的电压控制提供一个新的舞台，并在自旋电子学和量子计算中找到它的应用。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and direct observation of ferrimagnetism in multiferroic hexagonal YbFeO3
在六方晶系稀土铁氧体（h-REFeO 3）中，稀土和铁离子之间的磁相互作用可以放大铁上的弱铁磁矩，使这些材料作为多铁性材料更有吸引力。为了阐明稀土离子和铁离子之间的相互作用强度以及稀土离子的磁矩，需要元素特定的磁性表征。利用X射线磁性圆二色性，通过分别测量Fe和Yb的磁化强度，研究了h-YbFeO_3的亚铁磁性。结果直接显示了h-YbFeO_3中Yb和Fe离子在低温下的磁化方向的反排列，Yb上的交换场约为17 kOe。Yb的磁矩在低温下约为1.6 \muB，与游离Yb 3+的4.5 \muB磁矩相比显著减小。此外，铁的饱和磁化强度在h-YbFeO 3有一个相当大的增强相比，在h-LuFeO 3。这些结果直接表明，亚铁磁序存在于h-YbFeO 3，他们也占增强的磁化强度和h-LuFeO 3在低温下相比，h-REFeO 3的多铁性的减少，这表明稀土离子在调谐h-REFeO 3的多铁性的重要作用。
2017-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Multiferroic Altermagnets and Spin Control via Noncollinear Molecular Polarization
本研究提出分子铁电体中的涌现多铁性交变磁体，利用非共线分子极化实现自旋极化的开关与反转，并通过第一性原理验证其在有机-无机杂化钙钛矿等材料中的可行性。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
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
Electric polarization evolution equation for antiferromagnetic multiferroics with the polarization proportional to the scalar product of the spins
本文基于量子流体动力学和自旋-轨道平均场论证自旋流极化模型，重新推导电偶极矩算符，并建立反铁磁多铁材料的极化演化方程。
2024-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
On the theory of magnetization in multiferroics: competition between ferro- and antiferromagnetic domains
多铁性材料的许多技术应用是基于其在小外场作用下重构畴结构的能力。在本文中，我们分析了不同的情况下的DS行为的多铁性，同时显示铁磁和反铁磁有序的不同系统的磁性离子。我们考虑的方式来控制的DS和宏观性质的样品通过适当的现场处理的组合物。我们发现，DS对外部磁场的敏感性和在低场区的磁化率主要由去应力效应（具有磁弹性起源）决定。在SrPDMATHABMM Cu $_{3}$ O $_{4}$ Cl $_{2}$晶体的特殊情况下，我们预期在$T\approx 100$ K下的弹性和磁弹性性质的特殊性。
2010-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Pinning at Antiphase Boundaries in Multiferroic YbFeO$_3$
本研究结合像差校正 STEM 与 DFT 计算，揭示六方多铁性 YbFeO$_3$ 薄膜中反相界通过 FeO$_6$ 八面体层诱导极化反转并钉扎畴壁，从而阻碍铁电翻转。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Induced Magnetization Dynamics in Multiferroic Tunnel Junction
本研究在Pt/Co/BTO/LSMO多层膜中结合自旋轨道耦合效应与多铁隧穿特性，观测到室温下Pt自旋霍尔效应诱导的Co磁化进动，以及低温下Pt和LSMO均能产生可隧穿BTO势垒的自旋电流。
2023-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Selective Non-Reciprocal Electric-Field Switching of Magnetism in van der Waals Heterostructure Multiferroics
本研究构建CrI3/α-In2Se3范德华异质结构多铁材料，实现层选择性非互易电场调控磁性，为多级存储和类脑计算提供新途径。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectrically induced weak-ferromagnetism in a single-phase multiferroic by design
我们提出了一种策略，设计结构的极性晶格畸变诱导弱铁磁性。我们确定了一个大类的多铁性氧化物作为潜在的实现，并使用密度泛函理论筛选几个有前途的候选人。通过阐明极化和Dzyaloshinskiii-Moriya矢量之间的相互作用，我们展示了磁化方向如何可以在180个$^{\circ}$对称等效状态与施加的电场之间切换。
2007-12-18 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
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
Solution Processed Large-scale Multiferroic Complex Oxide Epitaxy with Magnetically Switched Polarization
具有可调结构的复合氧化物具有许多迷人的特性，但精确控制成分的高质量复合氧化物外延仍然遥不可及。在此，我们成功地进行了大面积溶液基单晶外延生长（1-x）BiTi（1-y）/2FeyMg（1-y）/2 O3-（x）CaTiO 3（BTFM-CTO）多铁性固溶体，证实了其原子尺度的铁电性，自发极化强度为79~ 89 uC/cm 2。仔细的成分调整导致在室温下的~0.07uB/Fe的体磁化强度，使得磁感应极化开关表现出2.7- 3.0 × 10 -7s/m的大磁电系数。这项工作展示了溶液处理在大规模复杂氧化物外延中的巨大潜力，并在外延BTFM-CTO薄膜中建立了新型的室温磁电耦合，使得有可能探索更宽的成分，相和结构空间，可以很容易地扩大到工业应用。
2019-04-06 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 wave generation via optical rectification from multiferroic BiFeO3
我们检测到宽带相干太赫兹（THz）发射后，从多铁性BiFeO 3高品质的块体单铁电畴晶体与~100 fs的光脉冲。太赫兹辐射波形与光脉冲能量和偏振态的关系符合太赫兹辐射的光整流机制。太赫兹辐射提供了一个灵敏的探针的电极化的强度状态的BiFeO 3，使应用在铁电存储器和铁电畴成像。我们还报告了室温太赫兹光学常数的BiFeO 3。
2008-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Large geometric polarization and magnetic behavior in the multiferroic quasi-2D SrNiF$_4$ fluoride
本文研究了层状SrNiF$_4$氟化物的结构、铁电和磁性质，发现其具有高达14.8 μC·cm⁻²的几何起源自发极化，且该极化与非共线G型反铁磁有序耦合，可实现极化反转时切换弱反铁磁分量。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Spin-lattice coupling in multiferroic Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 thin films
我们对外延Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3 200 nm薄膜进行了磁化强度和X射线衍射测量。从面外晶格参数的温度依赖性，我们可以指定在Td ~ 640 K的伯恩斯温度，在T* ~ 510 K的温度，与静态极性纳米区域的出现有关，以及在200 K发生的异常。后者正好是由磁化强度确定的Néel温度TN，并指向TN ~ 200 K处的自旋-晶格耦合。我们还观察到“弱铁磁性”高达300 K，并提出superantiferromagnetic集群作为一个合理的方案来解释这种滞后TN以上。
2009-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Multiferroics of TiO2/PbTiO3 Heterostructure Driven by Ferroelectric Polarization Discontinuity
当两种不同的氧化物材料结合在一起形成界面时，就会出现新的现象。例如，在LaAlO_3/SrTiO_3界面处，形成二维导电态以避免极性不连续，并且在该界面处发现磁性。在这项工作中，我们提出了一种新型的界面之间的两个非极性和非极性的氧化物，可以主机的导电状态与磁性，它是铁电极化不连续性，而不是极性不连续性，导致电荷转移，形成界面导电或磁性状态。作为一个具体的例子，我们用第一性原理计算研究了铁电钙钛矿氧化物PbTiO 3和非铁电极化氧化物TiO 2构成的异质结构。我们发现，电荷转移到界面层形成的界面导电状态与铁磁有序，可以持续到室温。特别是体铁电极化与界面铁磁性之间的强耦合代表了一种新型的磁电效应，为探索有趣的界面多铁性提供了理想的平台。这里的发现不仅对基础科学很重要，而且对纳米电子学和自旋电子学的有前途的应用也很重要。
2017-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Robust magnetoelectric coupling in altermagnetic-ferroelectric type-III multiferroics
该研究提出一类由晶体对称性内锁铁电性与交变磁性的新型第III类多铁材料，通过第一性原理计算和磁光克尔效应证明铁电翻转可完全反转自旋极化，实现鲁棒磁电耦合，为下一代自旋电子器件设计提供理论依据。
2024-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Layer and spontaneous polarizations in perovskite oxides and their interplay in multiferroic bismuth ferrite
本文从现代极化理论统一视角回顾了铁电极化与离子层电荷引起的表面电荷及极化灾难问题，并以 BiFeO3 为例，结合密度泛函计算和电镜分析揭示了其表面电荷自补偿的特殊机制。
2021-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Particle size dependence of magnetization and phase transition near T_N in multiferroic BiFeO3
本文报道了多铁性BiFeO_3系统在T_N（~643 K）处的相变随颗粒尺寸的变化。我们采用电、热和温度相关的X射线衍射（XRD）研究来表征许多样品中的转变。我们还进行了详细的磁测量，在温度制度2-300 K下的磁场100-10000 Oe的散装和纳米晶体系统。在体相体系中，在T_N处有一个尖锐的吸热峰，并在~150 K（Δ T）范围内有一个宽的特征，而纳米尺度体系只表现出宽的特征。发现在T_N处出现的特征介电异常在T_0和T_N处都出现。由于具有不同电导率的异质区域之间的界面的麦克斯韦-瓦格纳分量也存在。在较低温度下测量的磁性证实了我们在量热法中的观察结果。纳米BiFeO 3的亚稳性随着零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化强度在~100 K以下的发散和更快的磁弛豫而增加。有趣的是，在纳米BiFeO 3中，人们也观察到在较低温度下的有限磁性，这指出适当的颗粒尺寸和形状的设计可以诱导铁磁性。Bi/Fe-离子和/或氧的非化学计量的不均匀分布似乎引起热，磁以及电响应的广泛特征。
2006-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Electrocaloric effects in multiferroics
采用原子有效哈密顿量计算了稀土掺杂BiFeO $_{3}$多铁性材料的电热效应。一个唯象模型，然后开发来解释这些计算，与此模型表明，EC系数是两项的总和，涉及电量（极化，介电响应），反铁磁序参量，和极化和反铁磁顺序之间的耦合。第一个依赖于极化和介电磁化率，具有先前证明的铁电体的分析形式，因此在铁电居里温度下增强。第二种模式明确地涉及介电响应、磁序参量和特定的磁电耦合，并在Néel温度下产生EC响应的峰值。这些原子论结果和唯象模型可用于优化EC系数。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Competing Exchange Interactions in the Multiferroic and Ferrimagnetic CaBaCo$_4$O$_7$
竞争交换相互作用可以产生复杂的磁态以及自旋诱导的电极化的强度。由于在交替的三角层和kagome层上的竞争相互作用，瑞典硼CBO可能具有最大的测量自旋诱导极化之一，约为1700 nC/cm $^2$，低于其亚铁磁转变温度（70 K）。粉末中子衍射数据，磁化强度测量，和自旋波共振频率在太赫兹范围内显示，复杂的自旋顺序的多铁性CBO可以被描述为一个三角形阵列的c轴链铁磁耦合到彼此在ab平面。耦合这些链的键的磁致伸缩产生CBO的大自旋诱导极化。
2017-01-24 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure cupric oxide: a room-temperature multiferroic
多铁性材料，其中铁电和磁有序共存，是发展的多态存储器器件，允许电写入和非破坏性的磁读出操作的基本兴趣。最大的挑战是制造在室温下工作并具有大铁电极化P的多铁性材料。氧化铜CuO由于其大P ~ 10^{2} μC.m^{-2}而有希望，但不幸的是仅在20 K的温度范围内（从210到230 K）是多铁性的。在这里，使用结合的密度泛函理论和蒙特卡罗计算，我们建立了压力驱动的相竞争诱导的CuO的多铁性相，在20-40 GPa变得稳定在一个域大于300 K，从0到T > 300 K的巨稳定。因此，在高压下，CuO被预测为具有大极化的室温多铁性。
2013-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Low-Symmetry Monoclinic Phases and Polarization Rotation Path Mediated By Epitaxial Strain in Multiferroic BiFeO3 Thin Films
在无铅多铁性BiFeO_3薄膜中观察到了由外延应变驱动的准同型相界，并且应变驱动的相变是等对称的Cc-Cc相变。本文提出在（001）LaAlO_3单晶衬底上外延生长的BiFeO_3相为单斜MC。该MC相不同于在低失配衬底上生长的BiFeO 3薄膜中报道的MA型单斜相，例如SrTiO 3。这不仅证实了同步辐射X射线研究，但也通过piezoresponse力显微镜测量。类四边形相位的偏振矢量位于（100）面，而不是先前报道的（110）面。对MC相的形成进行了唯象分析。这样一个低对称性MC相，其链接到MA相和多相共存打开一个途径，在BiFeO 3薄膜的大压电响应和揭示对可能的极化旋转路径和增强的多铁性BiFeO 3薄膜介导的外延应变的完整理解。这一工作也有助于理解在其他铁电系统中发展新的无铅应变驱动准同型相界。
2010-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Study of spin-phonon coupling and magnetic field induced spin reorientation in polycrystalline multiferroic $GdFeO_3$
本文报道了多晶多铁性$GdFeO_3$（GdFO）的制备，并通过X射线衍射（XRD）、磁化强度、温度相关拉曼光谱、温度和磁场相关$^{57}Fe$ M $\ddot{o}$穆斯堡尔谱测量进行了表征。根据XRD图谱的Rietveld精修，发现样品是纯相的。在外加磁场条件下测量的$\ddot{o}$穆斯堡尔谱显示了场致自旋重取向转变的特征，这一特征与磁化强度测量结果相一致.由内部超精细场随温度的变化，得到N $\grave{e}$ el转变温度（$T_{N,Fe}$）为672.5 $\pm$ 0.2 K，临界指数（$β$）为0.333 $\pm$ 0.003.温度依赖的（300 - 760 K）拉曼光谱测量显示的签名的自旋-声子耦合和局部结构重排整个$T_{N,Fe}$。
2016-07-18 cond-mat.mtrl-sci
