Relation between rare-earth magnetism and the magnetocaloric effect in multiferroic hexagonal manganites
本文通过超过20 T的脉冲磁场直接测量，研究了多铁性六方锰氧化物的磁热效应，发现稀土4f-磁矩与绝热温度变化直接相关，HoMnO3中温度变化达20.1 K，揭示了稀土磁性在低温制冷中的关键作用。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic properties of epitaxially stabilized hexagonal DyMnO3 thin films
我们通过沉积在Pt（111）//Al_2 O_3（0001）和YSZ（111）衬底上制备了六方晶系DyMnO_3外延薄膜，否则它们会形成块状钙钛矿结构，每个衬底都具有面内六方对称性。极化电滞回线表明，至少在70 K以下，我们的六角DyMnO 3薄膜中存在铁电性。在25 K下观察到的2.2 uC/cm^2的剩余极化对应于与体相正交DyMnO 3相比极化增强10倍。有趣的是，该系统在其磁滞回线中显示出反铁电性。我们的六角DyMnO 3薄膜显示出约60 K的反铁磁尼尔温度和约40 K的自旋重取向转变。我们还发现了一个明确的滞后的磁化强度，这是零场冷却和场冷却后测量的温度依赖性。这种滞后很可能是自旋玻璃的起源，这可能是由于反铁磁耦合Mn自旋与边缘共享三角晶格的几何挫折。
2006-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Recent Progress on Multiferroic Hexagonal Rare-Earth Ferrites (h-RFeO3, R = Y,Dy-Lu)
本文综述了多铁性六方稀土铁氧化物h-RFeO3中非本征铁电与倾斜反铁磁共存及其耦合的最新实验进展，揭示了结构畸变与自旋-晶格耦合调控铁性序的物理图景，为室温多铁性器件提供指导。
2024-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Polar modes in multiferroic Ba_2Mg_2Fe_(12)O_(22) hexagonal Y-type hexaferrite
本文测量了Y型六角铁氧体Ba_（2）Mg_（2）Fe_（12）O_（22）单晶在太赫兹和红外频率（3 - 4500 ℃）和温度（10 - 300 K）下偏振态E_prp_c的透射和反射系数谱。确定了R3 m晶格对称性所允许的19条声子线的振子参数。吸收线分配的晶格结构碎片的振动模式进行。在195 K和50 K温度以下，分别对应于零场相变到适当的螺旋态和圆锥-锥形自旋态，发现了新的吸收线，其起源被归属于电偶极主动磁激发。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Global formation of topological defects in the multiferroic hexagonal manganites
与破磁相变相关联的自发转变产生本质上可能是拓扑的畴结构和缺陷。这些缺陷的形成可以根据Kibble-Zurek机制来描述，该机制提供了适用于从宇宙学到原子间长度尺度的一般关系。然而，它的验证是具有挑战性的，特别是在实验不切实际的宇宙尺度上。虽然它已被证明为选定的凝聚态系统，主要的问题仍然是关于，例如，它的普遍性程度。在这里，我们开发了一个全球Kibble-Zurek图片从凝聚态物质的水平。我们从理论上表明，两个波动制度（金斯堡和平均场）之间的过渡可以导致一个中间区域与反向标度，我们验证了这种行为的一系列多铁性六方锰氧化物的结构转变的实验。整个系列的趋势使我们能够识别原始Kibble-Zurek范式之外的缺陷形成的其他内在特征。
2017-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the triangular Mn-O breathing mode on the magnetic ordering in multiferroic hexagonal manganites
我们结合对称性分析、唯象模拟和第一性原理密度泛函理论来探讨六方晶系稀土锰氧化物中磁基态和详细原子结构之间的相互作用。我们发现，磁有序是敏感的呼吸模式扭曲的Mn和O离子在$ab$平面，这是描述的K \textsubscript{1}模式的高对称性结构。我们的密度泛函计算的磁相互作用表明，这种模式特别影响单离子各向异性和平面间的对称交换。通过从我们的第一原理结果中提取磁模型哈密顿量的参数，我们开发了一个相图来描述作为各向异性和交换相互作用的函数的磁结构。这反过来又使我们能够解释的依赖性的磁基态的身份的稀土离子和K \textsubscript{1}模式。
2022-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal phase stabilization and magnetic orders of multiferroic Lu$_{1-x}$Sc$_x$FeO$_3$
由于其室温多铁性引起了人们的广泛关注，掺杂LuFeO $_3$引起了人们的广泛关注。由于六方相的不稳定性，大多数的实验研究集中在LuFeO $_3$薄膜，可以通过使用适当的衬底应变稳定。在这里，我们报告的六方相稳定，磁性和磁电耦合的散装LuFeO $_3$部分Sc取代的Lu。首先，我们的第一性原理计算表明，六方结构可以通过部分Sc取代来稳定，而多铁性，包括非共线磁序和几何铁电性保持稳健的不受影响。因此，Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$可作为检查块状形式的LuFeO $_3$和相关材料的多铁性的平台。第二，大块Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$的磁性表征表明，在室温以上，$\sim425-445$ K的磁异常（可能的反铁磁有序），其次是在低温下的磁转变（$\sim167-172$ K）。此外，在低温区观察到磁电响应。我们的研究为六方晶系$R$ FeO $_3$及相关体系的多铁性物理提供了有用的信息。
2016-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Suppression of multiferroic order in hexagonal YMn1-xInxO3 ceramics
我们已经调查的影响，取代在反铁磁相变在YMnO 3使用磁性，介电和比热测量Mn。我们制备了一组等结构相的纯六方晶系YMn $_{1-x}$ In $_{x}$ O $_{3}$（x=0 ~ 0.9）样品，其反铁磁有序温度随In含量的增加而系统地降低。的多铁性相，它的发展低于TN，似乎是完全抑制x $\geq$ 0.5的温度范围内的调查，这可以完全归因于磁相互作用的稀释作为晶体结构保持六方晶系。类似于以前的报告，我们发现一个增强的磁电容耦合稀释与非磁性离子。
2009-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
THz and infrared studies of multiferroic hexagonal Y_(1-x)Eu_xMnO_3 (x=0 - 0.2) ceramics
本文报道了在5 ~ 900 K温度范围内用红外和太赫兹光谱研究了六方晶系Y_（1-x）Eu_xMnO_3（x=0，0.1和0.2）陶瓷。THz介电常数的温度依赖性揭示了在反铁磁相变温度T_N ~ 70 K附近的扭结，证明了强的自旋-晶格耦合。在T_N以下，THz谱中出现了两个吸收峰，分别位于43和73 cm-1附近。虽然第一个峰对应于一个尖锐的反铁磁共振表现出软化加热向TN，第二个可以归因于杂质模式或多声子吸收峰。高温太赫兹光谱测量高达900 K揭示只有小的逐渐增加的介电常数与加热时的红外反射光谱中观察到的弱声子软化协议。这对应于Fennie和Rabe根据第一原理计算提出的相变的不适当的铁电特性[Phys.Rev.B72（2005），pp. 100103（R）]。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
From multiferroics to cosmology: Scaling behaviour and beyond in the hexagonal manganites
我们发现，在多铁性六方锰氧化物中的反常铁电相变表现出与早期宇宙理论中所提出的相同的破缺特性。我们提出了一个分析的Kibble-Zurek理论的拓扑缺陷形成的六角锰氧化物，讨论的条件确定的冷却速率范围内，Kibble-Zurek行为是预期的，并表明，最近的文献数据与我们的预测是一致的。我们第一次探索实验我们的知识的交叉出Kibble-Zurek政权，并发现一个令人惊讶的“反Kibble-Zurek”的行为。
2012-04-17 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-th
Sliding multiferroicity in hexagonal stacked CrI3
本研究通过堆叠序工程在极性六方堆叠CrI3中实现新型滑动多铁性，利用层间自旋极化电荷转移实现0.4V低电压非易失性磁翻转，为低功耗二维电子与自旋电子器件提供新途径。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure effect on multiferroic CuBr2
准一维自旋链化合物CuBr_2在常压下具有多铁性，其自发电极化的强度是由沿b轴方向传播的自旋螺旋有序引起的.在这里，我们研究了流体静压力对CuBr 2的磁性，介电和结构性质的影响。在静水压力下，多铁性转变温度大大提高。从室温到约1GPa（我们自制的装置的极限），TN前所未有地增加了20K以上，并且在我们的实验中没有观察到饱和的迹象。同时，相应的介电损耗保持较低（<0.1）。进一步的基于同步加速器的高压X射线衍射测量表明，在高达10.2 GPa的CuBr 2中没有压力诱导的结构相变。在增加压力时，b轴（沿着自旋链）只是缓慢地改变，而横向a轴和c轴参数收缩得更大。压力降低了CuBr 2中自旋链间的距离，增强了链间的耦合作用，从而使其多铁性临界温度大幅提高。我们的发现为改进已知的多铁性体系提供了一条新的有效途径。
2019-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic PbFe12O19 Ceramics
以醋酸铅、甘油和乙酰丙酮铁为前驱体，采用溶胶-凝胶法合成了六方结构的PbFe_（12）O_（19）（PFO）粉体。通过在1000 \degree C下烧结PbFe 12 O 19粉末1小时获得PbFe 12 O 19陶瓷。在烧结PbFe_（12）O_（19）陶瓷的SEM图像中，经常观察到畸变的六方晶。室温下，PbFe_（12）O_（19）陶瓷的自发极化强度较大，表现出明显的铁电滞回线。PbFe_（12）O_（19）陶瓷的剩余极化强度约为Pr~21μC/cm ~ 2。六方晶粒的畸变以及类钙钛矿六方晶胞中的铁氧八面体被认为是PbFe_（12）O_（19）陶瓷极化的根源。同时，PbFe_（12）O_（19）陶瓷在室温下表现出较强的铁磁性。PbFe_（12）O_（19）陶瓷同时具有大的铁电性和强的铁磁性，有望作为一种实用的单相多铁性候选材料应用于新一代电子器件。
2011-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Dominance of magnetoelastic coupling in multiferroic hexagonal YMnO_3
空间群为P63 cm的斜方晶系YMnO_3是一种罕见的具有强铁电相和反铁磁有序的多铁性材料。这主要归因于磁电耦合驱动MnO_5多面体的倾斜。本文报道了利用磁场和随温度变化的中子衍射测量在原子水平上研究磁场对YMnO_3晶体的影响。结果表明，在Néel温度附近，晶格参数、有效磁矩、Mn-O键长和O-Mn-O键角都发生了较大的变化，并且在磁场的作用下，这些变化进一步得到了改变.我们观察到明显的变化与应用程序的磁场在顺磁状态下的原子位置和体介电常数。我们的研究结果提供了明确的确认所发挥的作用，交换伸缩以上的研究磁电耦合在这个受挫的反铁磁体。
2010-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Structure and Ordering of Multiferroic Hexagonal LuFeO3
报道了用分子束外延（MBE）方法在YSZ（111）和Al_2 O_3（0001）衬底上生长的六方晶系LuFe_3薄膜的磁结构和磁有序性。利用一组包括中子衍射在内的互补探针，我们发现系统在138-155 K之间通过单一跃迁磁性有序地进入铁磁倾斜的反铁磁态，而在1000 K以上发生顺电到铁电的转变。铁电状态下磁结构的对称性意味着这种材料是线性磁电耦合和直接通过电场控制铁磁矩的强候选者。
2014-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetoelectric coupling and decoupling in multiferroic hexagonal YbFeO3 thin films
本研究通过XMCD实验和朗道理论分析，揭示了六方YbFeO3薄膜中体相磁电退耦合与畴壁磁电耦合的机制，为电场调控磁态提供了证据。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Landau theory of topological defects in multiferroic hexagonal manganites
本研究采用参数由第一性原理计算确定的 Landau 理论，解释六方锰氧化物中结构、铁电与反铁磁拓扑缺陷的耦合机制及畴壁磁矩。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical properties and electronic structure of multiferroic hexagonal orthoferrites RFeO3 (R=Ho, Er, Lu)
本文报道了多铁性六方晶系（P.G.）薄膜的光学性质。在ZrO_2（Y_2 O_3）衬底的（111）面上外延生长了稀土正铁氧体RFeO_3（R=Ho，Er，Lu）。在0.6-5.6 eV范围内的光吸收研究表明，薄膜是透明的低于1.9 eV，高于此能量四个广泛的强吸收带被区分。吸收光谱分析考虑到不寻常的五倍协调的Fe（3+）离子。在4.9 eV处的光吸收的温度依赖性在124 K处显示出异常，我们将其归因于铁亚晶格的磁有序。
2012-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pressure-induced phase transitions of multiferroic BiFeO3
利用同步辐射X射线衍射和金刚石对顶砧技术研究了BiFeO_3在室温下的压致相变。实验结果表明，BiFeO 3在7 GPa压力下由菱方相（R3 c）转变为单斜相（C2/m），在11 GPa压力下转变为斜方相（Pnma），这与最近的从头计算结果一致.然而，在5-7 GPa的压力范围内，我们观察到了另一个在2θ=7°处的峰，这是以前没有报道过的。进一步的分析表明，该反射峰是由正交相（Pbam）引起的，表明在低压范围内单斜相和正交相共存。
2013-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Mutual induction of magnetic 3d and 4f order in multiferroic hexagonal ErMnO3
通过磁化强度、光学二次谐波产生和中子衍射测量研究了六方晶系ErMnO 3中3d和4f磁矩之间的复杂相互作用。我们修改了相图，并提供了一个微观模型的新兴自旋结构，特别关注的中间相变。我们的测量结果表明，在10 K < T < T_N处，Mn^3+离子之间的3d交换主导了磁对称性，其中根据Gamma_4表示，Mn^3+有序触发了根据Er^{3+}（4 b）位点上相同表示的4f有序。低于10 K时，磁序由Er^{3+}离子在2a位上的4f交换相互作用决定。Er^{3+}（2a）磁序表示为Gamma_2，在Er^{3+}（4 b）和Mn^{3+}位引起磁重取向（Gamma_4 --> Gamma_2）。我们的发现突出了Mn^{3+}、R^{3+}（2a）和R^{3+}（4 b）磁性在建立六方RMnO 3系统的磁相图中所起的根本不同的作用。
2012-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity contrast and tunneling charge transport in the vortex-like ferroelectric domain patterns of multiferroic hexagonal YMnO3
我们推导出多铁性YMnO 3中的铁电畴壁的本征导电特性，这些畴壁围绕着拓扑保护的畴涡旋核。这是通过执行一个仔细的等效电路分析的介电谱测量单晶样品具有不同的涡流密度。体域和导电域边界之间的电导率对比显示在室温下达到500倍，这取决于样品制备。局域缺陷载流子的隧穿是耗尽可移动载流子的畴壁中的主要电荷输运过程。这项工作表明，通过等效电路分析，介电谱可以提供有价值的信息的铁电畴壁，这是高度相关的新的畴壁为基础的微电子器件的设计的内在电荷传输特性。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Chemical Pressure on the Magnetic Transition of Multiferroic Ca-BiFeO3
对BiFeO 3多铁性陶瓷进行了Ca掺杂。与Bi相比，Ca的较小离子尺寸意味着掺杂充当流体静压的代理，以1%Ca=0.3GPa的速率。磁性Neel温度（TNeel）随Ca浓度的增加而增加，增加速率为0.66K/1%Ca（摩尔）。基于化学压力对TNeel的影响，我们认为，对纯BiFeO_3施加静水压可以使其磁转变温度以约2.2K/GPa的速率升高。结果还表明，压力（化学或流体静力学）可以用来使铁电临界温度，Tc，和磁性TNeel更接近在一起，从而增强磁电耦合，只要电导率可以保持足够低。
2009-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Novel Multiferroic Nanocomposite with High Pressure-Modulated Magnetoelectric Coupling
在这项工作中，我们设计了一个新的多铁性纳米复合材料使用高压扭转（HPT）方法。对初始粉末和“多铁-铁磁”纳米复合材料的晶体结构、相组成、形貌、铁磁和铁电性能进行了全面的研究。初始粉末和它们的复合材料分别显示了FE和FM组分的钙钛矿和尖晶石晶相。HPT后，初始粉末的粒度显著减小。结果表明，该新型纳米复合材料由交换相互作用的FE和FM相组成，并在室温下的低场下表现出改善的磁和电性能。新复合材料的剩余极化随外加高压的增大而增大。所获得的结果使人们有可能考虑作为一种新的功能材料，其使用的电子设备，用于监测超高压和高速计算的低开关能量的纳米系统的集成电路中的新型纳米复合材料。HPT方法是一种很有前途的获得新的异相多铁性纳米体系的方法。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci
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
Pressure-Temperature phase diagram of multiferroic EuTiO$_3$
用同步辐射X射线衍射研究了多铁性EuTiO $_3$的结构转变。观察到了从立方Pm-3 m到四方晶系I_4/mcm空间群的反铁畸变相变，这与以前在常压和低温下研究的结果相同。在不同温度下进行了多次压缩/减压循环以精确地绘制相变，并由此构建了EuTiO $_3$的P-T相图。所观察到的相变表现出许多相似之处与同构SrTiO $_3$，虽然在后者的磁电相互作用的情况下占两种材料之间的不同的相边界。
2015-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Effect of high pressure on multiferroic BiFeO3
我们报告的压力不稳定性的模型多铁性BiFeO 3的实验证据，即揭示了两个结构相变约3 GPa和10 GPa的衍射和远红外光谱在同步辐射源。从3到9 GPa的中间相在单斜空间群中结晶，具有八面体倾斜和小的阳离子位移。当压力进一步增加时，BiFeO3的阳离子位移（以及因此极性特征）被抑制在10 GPa以上。上述10 GPa下观察到的非极性正交Pnma结构与最近的理论从头算预测一致，而中间单斜相没有理论预测。
2009-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature vibrational properties of multiferroic MnWO4 under quasi-hydrostatic compression up to 39 GPa
在室温、准流体静力学条件下（39.3GPa），对多铁性钨酸锰（MnWO4）进行了高压拉曼光谱研究。低压黑钨矿相经历了相变在25.7 GPa，约8 GPa的压力高于在以前的作品中发现的，其中使用较少的流体静力学压力传输介质。的压力依赖性的拉曼活性模式的低压和高压相的报道和讨论比较，在文献中的MnWO4和相关的黑钨矿的结果。根据最低频率的拉曼模的强度线性下降直到相变结束，提出了从低压相到高压相的逐渐压力诱导相变。
2014-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Unfolding of vortices into topological stripes in a multiferroic material
多铁性六方RMnO 3（R=稀土）晶体表现出密集的网络的涡线在六个域壁合并。虽然畴壁可以很容易地用外加电场移动，但涡核迄今为止是不可能控制的。我们的实验表明，剪切应变诱导的马格努斯型力拉涡旋和反涡在相反的方向和展开到一个拓扑条纹域状态。我们讨论了这种效应与超导体和超流体中的电流驱动的涡旋动力学之间的类比。
2014-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Coupled Local Distortions in Multiferroic Hexagonal HoMnO3
局部结构测量已进行六方HoMnO 3，以确定伴随磁有序转变的键距的具体变化。从顺磁性到反铁磁性（非共线）相的转变在~70 K附近由a-b平面Mn-Mn键距的变化主导。在~40 K附近的自旋转动跃迁涉及Mn-Mn和最近邻Ho-Mn相互作用，而在10 K以下的低温跃迁涉及Mn-Mn、Ho-Mn（最近和次最近）和Ho-Ho相互作用。键距的这些变化揭示了强的自旋-晶格耦合。J（Mn-Mn）和J（Ho-Mn）变化幅度的相似性增强了系统挫折。的结构变化的解释方面的竞争自旋秩序和本地结构扭曲的模型。密度泛函计算用于估计与离子位移相关的能量。计算还揭示了非对称极化的荷，O3和O 4网站沿z轴的铁电相的电荷密度。这种极化促进了垂直于z轴的相邻平面上的Ho原子之间的耦合。
2009-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced charge orders and their coupling to magnetism in hexagonal multiferroic LuFe2O4
六方晶系LuFe_2 O_4是一种具有高电荷和自旋有序温度的CO驱动的多铁性材料。Fe 3 +/Fe 2+位置上电荷和自旋序的共存导致了新颖的磁电行为，但电荷和自旋序之间的耦合机制仍不清楚。在这里，通过调节外压，我们揭示了三个相关的自旋电荷有序相LuFe 2 O 4：i）一个中心对称的无公度三维CO亚铁磁性，ii）一个非中心对称的无公度准二维CO亚铁磁性，和iii）一个中心对称的公度CO反铁磁性。结合密度泛函理论计算的X射线单晶衍射和X射线磁性圆二色性测量结果表明，在受抑双层[Fe 2 O 4]团簇中，压力诱导压缩引起的电荷密度重新分布是导致相关自旋-电荷相变的原因. Fe-Fe键间的有效库仑作用使（1/3，1/3）阻挫CO转变为阻挫较小的（1/4，1/4）CO，从而引起亚铁磁到反铁磁的转变。我们的结果不仅阐明了LuFe 2 O 4中电荷、自旋和晶格自由度之间的耦合机制，而且提供了一种新的方法来以高度可控的方式调节自旋-电荷有序。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical spectroscopy on the photo-response in multiferroic BiFeO$_3$ at high pressure
用光谱学方法研究了BiFeO $_3$单晶的光致效应与压力的关系。在低压下，我们观察到三个光诱导吸收功能的能量分别低于两个晶场激发和吸收开始。这些吸收特征以前归因于激子，可能与超快的光致伸缩效应在BiFeO $_3$。压力引起的吸收特征的红移遵循相应的晶体场激发和吸收起始的压力依赖性，表明它们之间的联系。以上的结构相变在$P_{\mathrm{c1}}\approx{}3.5$ GPa的三个吸收功能消失，表明它们的连接到极性相的BiFeO $_3$。压力引起的光致特征的消失在压力释放时是不可逆的。
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear pressure dependence of T_N in almost multiferroic EuTiO_3
研究了EuTiO_3的反铁磁（AFM）相变温度T_N与压力p的关系，发现T_N与压力p呈非线性关系，T_N随压力的增加而增加。交换作用对p的依赖性类似于T_N（如果考虑最近邻相互作用的绝对值），并且有证据表明AFM转变随压力的增加而稳定。相应的外斯温度Θ_W保持异常，因为它总是呈现正值。在Bloch幂律模型内对数据进行了分析，并与实验结果非常吻合。
2013-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Re-entrant Multiferroic CuO at High Pressures
我们已经进行了详细的实验研究CuO使用介电常数，交流电阻，拉曼光谱和X射线衍射测量在高压和室温下。介电常数和介电损耗在3.4- 4GPa压力范围内均出现反常峰，表明发生了铁电相变。Raman研究表明Ag模的反常行为，在3.4GPa下，模式频率发生斜率变化，模式半高宽出现最小值，表明沿[10 - 1]方向存在较强的自旋-声子耦合.在3.4 GPa下观察到Ag模强度的阶跃行为，表明该模式的偏振发生了变化。（2，0，-2）布拉格峰强度在3.4GPa处的最大值表明由于磁交换相互作用的出现而发生临界散射。所有的实验结果都表明在4GPa下CuO存在重入的II型多铁性。
2015-08-12 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
Spin-Phonon Coupling, High Pressure Phase Transitions and Thermal Expansion of Multiferroic GaFeO3: A Combined First Principles and Inelastic Neutron Scattering Study
我们对多铁性GaFeO 3进行了广泛的声子研究，以阐明其动力学行为。在150 ~ 1198 K的宽温度范围内进行了非弹性中子散射测量。第一性原理晶格动力学计算是为了分析和解释的观察。从磁性和非磁性计算的声子谱的比较突出了明显的差异。的Fe和O离子的振动原子贡献的能量范围被发现显着不同的两种计算类型。因此，铁阳离子的自旋自由度引起的磁性在稳定GaFeO 3的结构和动力学中起着关键作用。此外，计算的焓在不同阶段的GaFeO 3是用来获得更深入的了解这种材料的高压相稳定性。此外，声子谱的体积依赖性被用来确定其热膨胀行为。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic CuCrO2 under High Pressure: In-Situ X-Ray Diffraction and Raman Spectroscopic Studies
用原位X射线衍射和拉曼光谱研究了铜铁矿化合物CuCrO_2在23.2和34 GPa压力下的压缩行为。X射线衍射数据表明，周围菱面体结构的稳定性高达~ 23 GPa。材料在轴向压缩中表现出大的各向异性，c轴压缩系数c= 1.2610-3（1）GPa-1，a轴压缩系数a= 8.9010-3（6）GPa-1。我们的XRD数据显示衍射峰的不可逆加宽。压力体积数据当拟合到三阶Birch-Murnaghan状态方程时给出体积模量值，B 0 = 156.7（2.8）GPa，其压力导数B 0 '为5.3（0.5）。拉曼测量中观察到的所有振动模式都显示出压力硬化。在~24 GPa出现了一个新的模，表明化合物发生了结构相变。我们的XRD和拉曼光谱的结果表明，CuCrO 2在压缩下可能会转变为有序的岩盐型结构。
2014-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced polarization reversal in multiferroic $YMn_2O_5$
低温铁电极化的多铁性$YMn_2O_5$是完全逆转的临界压力为10 kbar和相变从无公度到公度磁相是由压力超过14 kbar。高压数据与热膨胀测量相关，表明在低温过渡到无公度相时存在显著的晶格应变。研究结果支持了多铁性$RMn_2O_5$化合物铁电性的交换伸缩模型，并表明了磁阻挫和自旋-晶格耦合的重要性。
2008-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-Temperature Phase Diagram of Multiferroic $Ni_3V_2O_8$
本文研究了多铁性$Ni_3V_2O_8$的压力-温度相图。与无公度螺旋自旋序相关的铁电相的稳定范围被压力减小，并且在6.2K下的1.64GPa的临界压力下铁电性被完全抑制。在环境压力下的热膨胀测量表明，与锁定过渡到相称的顺电相的晶格参数的强烈的阶梯状异常。膨胀异常具有高度各向异性，相关的体积变化与高压相图一致。
2007-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal room-temperature electrocaloric strength aided by hydrostatic pressure in lead-free multiferroic solid solutions
针对电热效应固态冷却存在的工作温度偏离室温、材料含铅、所需电场大的问题，提出对无铅多铁BFCO固溶体施加静水压力的方案，经第一性原理模拟验证可将电热效应调至室温附近、大幅降低驱动电场，获得比常规铁电体高数个数量级的巨室温电热强度。
2023-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Giant pressure-enhancement of multiferroicity in CuBr2
第二类多铁性材料，其中铁电极化是由反转非对称磁序引起的，基于磁和电性质的相互控制，有望实现新的和高效的多功能应用。虽然这种现象迄今为止已被限制在低温下，在这里，我们报告了一个巨大的压力依赖性的多铁性临界温度在CuBr $_2$。在4.5 GPa下，$T_\mathrm{C}$从73.5 K提高到162 K，据我们所知，这是非氧化物II型多铁性材料的最高值。这种生长没有显示出饱和的迹象，并且在这些高压下介电损耗仍然很小。我们建立了压力下的结构，并证明了60%的增加，在两个磁振子拉曼能量标度高达3.6 GPa。第一性原理的结构和磁能计算提供了一个定量的解释，在显着的压力增强CuBr $_2$链之间的相互作用。这些大的，压力调谐的磁相互作用激励卤化亚铜的结构控制作为应用高温多铁性的途径。
2020-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping effects on trimerization and magnetoelectric coupling of single crystal multiferroic (Y,Lu)MnO3
Hexanonal RMnO 3是一种多铁性化合物，在反铁磁转变温度下具有巨大的自旋-晶格耦合[1]。尽管在过去的二十年里进行了广泛的研究，但是，强自旋-晶格耦合的起源和潜在的微观机制仍然非常难以捉摸。在这项研究中，我们试图解决这个问题，通过测量的热膨胀和介电常数的掺杂单晶Y1-xLuxMnO 3与x = 0，0.25，0.5，0.75，和1.0。从这些测量中，我们确认，有一个渐进的变化，掺杂的物理性质。与此同时，我们所有的样品在TN处都表现出明显的异常，即使在x = 0.5和0.75的样品中也是如此，这与一些早期的想法相反，这表明异常的不寻常的掺杂依赖性。我们的工作揭示了另一个有趣的方面的自旋晶格耦合问题在六方RMnO 3。
2017-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Pressure induced isostructural phase transition in biskyrmion host hexagonal MnNiGa
磁skyrmions是一种涡旋状的自旋织构，它可以通过磁弹性效应被外部应力或压力操纵。在这里，我们提出了观察的同质相变在biskyrmion主机六方MnNiGa在压力约4 GPa，使用压力相关的同步X射线粉末衍射（XRD）数据分析。我们的XRD数据揭示了各向异性的压缩行为与压力不同的压缩率的a轴在基面和c轴在棱柱平面。然而，六角对称性保持不变的压力高达14 GPa。用二阶Birch-Murnagan状态方程对晶胞体积与压力的关系进行拟合，结果表明，在4GPa以上和4GPa以下，晶胞体积与压力的关系曲线明显不同。本研究有助于理解的晶体结构的应用中的biskyrmion主机MnNiGa的静水压力，其中的skyrmion纹理可以操纵的压力，由于其磁弹性字符。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Signatures of pressure-enhanced helimagnetic order in van der Waals multiferroic NiI$_2$
本研究通过高压拉曼光谱、光学线二色和X射线衍射，发现NiI$_2$中反铁磁和螺旋磁转变温度分别以约15.3/14.4 K/GPa的速率显著增强，归因于层间和第三近邻层内交换的协同效应，为在vdW材料中获得高温II型多铁性提供了通用路径。
2023-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong spin-lattice coupling in multiferroic HoMnO$_{3}$: Thermal expansion anomalies and pressure effect
从a轴和c轴的热膨胀测量中得到了多铁性HoMnO_3中强自旋-晶格耦合的证据。磁弹性效应导致在反铁磁（T_N）和自旋旋转（T_{SR}）转变温度下的热膨胀系数出现相当大的异常，以及在室温以下出现负的c轴膨胀系数。在T_N以下，磁序与介电性质之间的耦合可以用磁弹效应引起的晶格应变来解释。在T_{SR}处，各种物理量显示出与一阶相变在热力学上一致的不连续性。
2005-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From hexagonal to rocksalt structure: A computational study of Gallium Selenide under hydrostatic pressure
本文使用第一性原理计算研究了静水压下六角ε-GaSe的结构相变及声子、电子和光学性质，并利用SS-NEB方法分析相变机制，为压力调控的电子或光电子学发展提供潜力。
2023-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Single-axis dependent structural and multiferroic properties of orthorhombic RMnO$_3$ (R = Gd - Lu)
已经尝试使用各种技术通过调节晶体结构来控制材料性质，流体静压、化学压力和外延。这些技术成功地改善了性能，并通过在所有维度上改变晶胞来实现所需的功能。为了获得更详细的了解晶格和材料性能之间的关系，它是可取的，调查的影响，较少的参数。在这里，我们利用化学压力和外延相结合，以修改一个单一的晶格参数的多铁性正交RMnO $_3$（R =稀土，o-RMnO $_3$）系统。通过在（0 10）取向的YAlO $_3$衬底上共格生长一系列o-RMnO $_3$（R = Gd-Lu）薄膜，化学压强的影响仅沿$b$轴方向反映。因此，获得了一系列o-RMnO $_3$，其中$a$ ~ 5.18 μ m，5.77 μ m < $b$ < 5.98 μ m，和$c$ ~ 7.37 μ m。拉曼光谱分析表明，$b$轴参数的变化引起了名义上“固定”的$ca$ -平面中的氧的移动。它们的铁电基态与$b$轴参数无关，表明在上述范围内沿$a$轴的极化为~ 1 $μ$ C cm $^{-2}$，除了$b$ ~ 5.94 Ω，其对应于TbMnO $_3$，显示~ 2 $μ$ C cm $^{-2}$。这一结果意味着，如果$ca$平面的尺寸固定为7.37 μ m/$\times$ 5.18 μ m，则o-RMnO $_3$的多铁性顺序对于$b$轴参数几乎是稳健的。
2017-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetic Ordering Temperature of Hexagonal Ferrites by Structural Distortion Control
为了通过原子尺度结构工程调控磁电多铁性材料六方晶系铁氧体的磁性，研究了结构畸变对磁有序温度（TN）的影响。使用对称性分析，我们表明，不同于大多数反铁磁稀土过渡金属钙钛矿，较大的结构畸变导致较高的TN在六方晶系铁氧体和锰氧化物，因为K3结构畸变诱导的三维磁有序，这是禁止在未畸变结构的对称性。我们还揭示了TN和容差因子之间的近线性关系和TN和K3失真幅度之间的幂律关系。分析后，六方晶系铁氧体之间的创纪录的高TN（185 K）的预测在六方晶系的ScFeO 3和实验验证的外延稳定的薄膜。这些结果增加了反铁磁氧化物中的自旋-晶格耦合的范例，并表明如果可以实现更多的晶格畸变，则六方晶系铁氧体具有进一步的可调谐性。
2019-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering Antipolar Ordering and Pressure-Tunable Phases in Hexagonal LaN
University of Arkansas（阿肯色大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
该研究通过第一性原理密度泛函理论预测了六方LaN中的反极不稳定性，发现极性和反极性区心声子不稳定性之间的竞争，并揭示了压力调节极性和反极性相的机制。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Correlations between the structural, magnetic, and ferroelectric properties of BaMO3: M = Ti1-x(Mn/Fe)x compounds: A Raman study
多铁性材料具有两个或两个以上的可切换状态，如极化，磁化等。声子激发在多铁性相位强烈修改磁电耦合，自旋-声子耦合，和非谐声子-声子相互作用。在这里，我们已经研究了声子和多铁性序参量之间的相关性在六方晶系BaMO 3：M = Ti 1-x（Mn/Fe）x系统使用粉末X射线衍射（PXRD），拉曼光谱，和磁性测量。观察到从极性的四氢呋喃到非极性的6 H型六方相的结构转变作为掺杂（Mn/Fe）的函数。磁性测量结果表明，BaTi 1-xMnxO 3是顺磁性的，而BaTi 1-xFexO 3具有与组成相关的铁磁有序.重要的是，在两个系统中观察到两个声子（E1 g在~ 152 cm-1和A1 g在~ 636 cm-1）的异常温度依赖性，其表现出与掺杂（Mn/Fe）类似的趋势，而不管它们的磁性基态的差异。因此，我们属性的声子异常（Fe/Mn掺杂）系统中的强非谐声子-声子相互作用所产生的大的原子位移参与的振动。此外，我们还观察到声子与铁电相以及磁有序态的相关性，这表明掺杂化合物中存在应变诱导的磁电耦合。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous emission of color centers at 4eV in hexagonal boron nitride under hydrostatic pressure
本文研究了液氦温度下流体静压范围达5GPa时色心在3.3-4 eV范围内的发光特性。光发射能量随压力的降低不如带隙敏感。这种与带隙偏移不同的行为是深陷阱的典型特征。有趣的是，流体静压揭示了在压力下不同变化的能级的存在（与该能量区域中的其余能级相比，发射波长的增加较小，甚至减少）。这一发现丰富了hBN中在UV中操作的色心的物理。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Phonon Coupling and High-Temperature Phase Transition in Multiferroic Material YMnO3
我们已经进行了随温度变化的非弹性中子散射测量YMnO 3在温度范围50 - 1303 K，涵盖了反铁磁顺磁转变（70 K），以及铁电顺电转变（1258 K）。测量是伴随着第一性原理计算的声子谱的解释和分析的目的，在室温铁电（P63 cm）和高温顺电（P63/mmc）六方相的YMnO 3的测量声子谱。实验和第一原理计算的声子谱的比较突出明确的自旋-声子耦合字符YMnO 3。磁性和非磁性声子计算的显著差异进一步支持了这一点。计算出的Y和Mn原子的原子部分声子贡献不受磁相互作用的影响，而O原子的动力学贡献则发生变化。这突出了磁性Mn阳离子之间的超交换相互作用的作用，介导的O桥。声子色散关系也被计算，在整个布里渊区，为两个六方相。在高温阶段，不稳定的声子模式在K点突出。在K点的位移模式表明，该模式与稳定模式在Γ点的冻结可能导致低温（P63 cm）相的稳定，并诱导铁电性。此外，我们还估计了模式Grüneisen参数和体积热膨胀行为。后者被发现同意与现有的实验数据。
2015-05-15 cond-mat.mtrl-sci
