Room-temperature multiferroic hexagonal LuFeO$_3$ films
用X射线、电子和中子衍射方法研究了六方晶系LuFeO $_3$单晶薄膜的晶体结构和磁性。这些薄膜的极性结构被发现坚持到1050 K，并在室温下观察到的极性行为的可切换性，表明铁电性。在440 K以下出现反铁磁有序，随后在130 K以下出现弱铁磁有序的自旋重取向。这种共存的多铁性顺序的观察表明，六角LuFeO $_3$薄膜是室温多铁性。
2013-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Neutron Diffraction Studies on Chemical and Magnetic Structure of Multiferroic PbFe0.67W0.33O3
报道了PbFe_（0.67）W_（0.33）O_3（PFW）多铁性材料的单相合成和室温结构表征。采用低温烧结、铌铁矿法合成了PFW。粉末XRD图谱分析显示PFW形成单相，没有烧绿石相的痕迹。室温中子衍射（ND）的详细分析揭示了室温下的立方相，空间群Pm-3 m。ND图清楚地显示了在2 θ = 18.51（Q = 1.36 θ-1）处的磁布拉格峰。磁结构的细化揭示了室温下PFW的G型反铁磁结构。介电常数和损耗角正切随频率的增加而减小。室温下的P-E测量显示出一个非线性的超薄滞后，弛豫多铁性的典型性质，与饱和和剩余极化Ps = 1.50 microC/cm 2和Pr = 0.40 microC/cm 2，分别。
2015-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature surface multiferroicity in Y$_2$NiMnO$_6$ nanorods
我们报道了表面缺陷诱导的室温多铁性-表面铁磁性的观测结果（$M_S$在50 kOe时$\sim$ 0.005 emu/g），铁电性（$P_R$ $\sim$ 2 nC/cm $^2$），和显著大的磁电耦合（在$\sim$ 15 kOe电场下，$P_R$减少$\sim$ 80\%）-在纳米棒中（直径$\sim$ 100 nm）的双钙钛矿Y $_2$ NiMnO $_6$化合物。在块体形式下，该系统仅在低于其磁转变温度$T_N$ $\approx$ 70 K时表现出多铁性。另一方面，在纳米棒的表面区域（厚度$\sim$ 10 nm）处形成的氧空位通过具有强Rashba自旋-轨道耦合的Dzyloshinskiii-Moriya交换耦合相互作用产生长程磁有序以及铁电性。磁场下$P_R$的急剧下降也表明磁性和铁电性之间的强交叉耦合。在纳米级的化合物，在散装形式，表现出多铁性，只有低于70 K的室温磁电耦合的观察强调了通过表面缺陷诱导磁电多铁性的替代途径，因此，符合观察到的磁电性能，例如，在畴壁或边界或界面的异质外延生长的薄膜，不表现出这样的功能，在其散装。
2022-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of strong room-temperature ferroelectricity and multiferroicity in 2D-Ti$_3$C$_2$T$_x$ free-standing MXene film
二维（2D）多铁性材料是智能技术发展的关键候选材料。在这里，我们采用了一种简单的合成方法来实现人们期待已久的开发铁电和多铁性2D材料的梦想，特别是在称为MXenes的新型材料中。蚀刻的Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene首先在HF处理之后合成，然后进行分层工艺以成功合成自支撑Ti $_3$ C $_2$ T $_x$膜。然后将自支撑膜在室温下暴露于空气以及在不同温度下加热以形成衍生自Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene本身的TiO $_2$层。TiO $_2$是一种初期铁电材料，具有复合铁电相。结构和形貌分析证实了自支撑膜的成功合成，拉曼光谱揭示了不同相的TiO $_2$的形成。铁电体的测量表明，在室温下的一个明确的极化滞后回线。此外，在薄膜中观察到的磁滞表明在室温下的铁电和铁磁相之间的耦合的可能性。还进行了磁电耦合测试，其显示在施加的磁场下的清晰的、可切换的自发极化。这是首次报道室温下二维自支撑MXene薄膜中存在铁电相和多铁性耦合，这开辟了室温下基于二维材料的电和磁数据存储应用的可能性。
2022-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Folding Catastrophes due to Viscosity in Multiferroic Domains: Implications for Room-Temperature Multiferroic Switching
不寻常的领域与弯曲的墙壁和失败，以满足朗道-Lifshitz-Kittel法律被建模为折叠的灾难（鞍结分叉）。这种对粘性介质中弹道运动的描述是基于Dawber等人的早期工作，应用物理信函82，436（2003）。这表明，铁电薄膜可以表现出褶皱或涡旋图案，但不能两者兼而有之。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity in Li0.05Ti0.02Ni0.93O Above Room Temperature
我们提出了直接的证据，上述室温下的磁电单相Li0.05Ti0.02Ni0.93O与上述环境反铁磁有序。在升温/降温热流热谱图的温度滞后建立了一个不连续的/一阶性质的菱形结构的变化，同时AFM过渡。在TN = 488 K时，磁化强度出现陡斜率-曲率不连续，介电常数出现峰值异常。室温P-E环测量可追溯到Nèel畴壁的大极化。在室温下，样品的磁电容值为9 T，在低场下呈线性关系（MC ~ Hlow），前因子斜率（dln ′/dH low）为正，从0.1MHz时的0（10 ~（-3）/T）上升到4 MHz时的0（10 ~（-1）/T），最大dln ′/dH ~ 120/T。
2015-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature multiferroicity in GaFeO$_3$ thin film grown on (100)Si substrate
用脉冲激光沉积技术在具有重要经济技术价值的（100）Si衬底上生长了c轴取向的GaFeO $_3$（空间群$Pna2_1$）薄膜，观察到了室温磁电多铁性。结构分析和全面映射的Ga：Fe比在10 $^4$的长度尺度范围内揭示了外延和化学应变的共存。在$\sim$ 50 kOe下，它诱导形成更精细的磁畴和更大的磁电耦合--使Rex-极化降低了$\sim$ 21%.磁力显微镜显示存在较细（$<$ 100 nm）和较粗（$\sim$ 2 $μ$ m）磁畴。在（100）Si衬底上外延生长的GaFeO $_3$薄膜具有很强的多铁性，使其与Si基电子学集成的前景更加光明，并为开发经济高效的机电、电光或磁电传感器件铺平了道路。
2022-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Room Temperature Ferroelectricity and Ferrimagnetism in Multiferroic AlxFe2-xO3 Epitaxial Thin Films
多铁性材料开辟了在电子设备中设计新功能的可能性，具有低能耗。然而，很少有材料在室温下表现出多铁性，这对于实际使用至关重要。AlxFe_（2-x）O_3（x-AFO）薄膜属于k-Al_2 O_3家族，具有室温亚铁磁性和极性晶体结构。然而，由于薄膜电阻率低，在室温下很难实现其铁电性能。本文采用脉冲激光沉积法在SrTiO_3衬底上制备了低泄漏的x-AFO（0.5 <= x <= 1）外延薄膜<111>。磁性测量证实了室温亚铁磁性的薄膜，但居里温度被发现是由沉积条件的影响。第一性原理计算表明，铁电畴切换发生通过剪切面内的氧层，并预测了24 uC/cm 2的高极化值。然而，实际的铁电测量表明，极化是两个订单less. Presence的多个面内畴，反对相邻畴的极化切换，被认为是观察到的小极化的原因。比较介电弛豫研究和铁电表征表明，氧空位缺陷有助于畴壁运动，这反过来又有利于极化切换。
2019-03-27 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
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
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
Novel room temperature Multiferroics for Random Access Memory Elements
我们采用化学溶液沉积（CSD）[多晶]和脉冲激光沉积（PLD）[外延]方法在Pt/Ti/SiO2/Si（100）和SrTiO 3/Si衬底上制备了各种“PZT-PFW”（PbZr 0.52Ti 0.48O 3）1-x（PbFe 2/3 W 1/3 O 3）x [PZTFW x; 0.2 < x < 0.4]单相四元铁电体。这些表现出铁电性和（弱）铁磁性高于室温与应变耦合通过电致伸缩和磁致伸缩。应用适度的磁场强度（（mu）0 H < 1.0特斯拉）使长程铁电有序不稳定，并将极化从约0.0001转变为约0.0001。22（mu）C/cm 2（0.22 C/m2）至零（弛豫状态）。这提供了三态逻辑（+P，0，-P）和磁切换极化的可能性。由于开关是大幅度的（不像非常小的nC/cm 2值在铽锰氧化物），在室温下，商业设备应该是可能的。
2010-06-17 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
Multiferroic Iron Oxide Thin Films at Room-Temperature
尽管与新一代信息存储器件的开发高度相关，但在室温以上显示磁性和铁电性顺序的单相材料并不多。此外，这些不常见的材料通常在铁电顺序之一中显示出不显著的磁矩值，或者是复杂的多组分氧化物，这将非常具有挑战性地集成到设备中。在这里，我们报告的战略，以稳定的亚稳ε-Fe 2 O3的薄膜形式，我们表明，除了其已知的亚铁磁性的性质，薄膜也是铁电在300 K的反射极化1微C/cm 2。薄膜极化显示出长的保留时间，并可以在小的施加电压下切换。这些特性使得ε-Fe 2 O3成为第一个在室温下具有铁磁性和铁电性的单离子过渡金属氧化物。这种新的多铁性氧化物的简单组成和其薄膜生长的稳健路径的发现可能会促进新型器件中的ε-Fe 2 O 3的开发。
2014-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Multiferroic Skyrmions in LiNbO3 with enhancement in electric-optical property
本研究首次在实验上验证了铌酸锂中铁电诱导铁磁性机制，发现了室温稳定的多铁性斯格明子，且其线性电光效应增强超200%，为相关领域研究提供重要支撑。
2024-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional multiferroic NbPc COF with strong magnetoelectric coupling and room-temperature ferroelectricity
本研究通过密度泛函理论和蒙特卡洛模拟预测NbPc COF单层为I型多铁性材料，具有室温以上铁电转变和源于磁电同源的强磁电耦合，为有机纳米多铁器件设计提供新途径。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Single Phase Synthesis and Room temperature Neutron Diffraction Studies on Multiferroic PbFe0.5Nb0.5O3
采用低温烧结一步固相反应法合成了PbFe_（0.5）Nb_（0.5）O_3或PFN。将700 ℃/ 2小时煅烧的粉末在1050 ℃/ 1小时下烧结。在室温下通过X射线衍射和中子衍射表征烧结的粒料。从XRD图谱中发现，材料为单相，没有烧绿石相的痕迹。中子衍射谱图也证实了PFN的结构为单斜晶系，属于Cm空间群。结构研究已经进行了改进所获得的中子衍射数据Reitveld细化方法使用Full Prof程序。在290 K（近室温）的中子衍射图案被选择来细化结构。得到的点阵参数为：a = 5.6709 A，b = 5.6732，c = 4.0136，α = 90，\b{eta} = 89.881，γ = 90.000。P-E测量显示具有高剩余极化的滞后行为。
2015-01-03 cond-mat.mtrl-sci
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
Phase transitions in multiferroic BiFeO3 crystals, thin-layers, and ceramics: Enduring potential for a single phase, room-temperature magnetoelectric 'holy grail'
研究了多铁性铋铁氧体在磁场、外延应变和成分改性作用下的磁相变。这些从空间调制的自旋螺旋状态到同质反铁磁状态的转变伴随着潜在磁化强度的释放和线性磁电效应，使得BiFeO3基材料有效的室温单相多铁性。
2008-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature multiferroicity in orthorhombic LuFeO$_3$
从测量的介电，铁电和磁性，我们观察到同时铁电和磁性转变约$\sim$ 600 K的正交LuFeO $_3$。我们还观察到在室温下，在$\sim$ 15 kOe的磁场下，$\sim$对反射极化的抑制达到95\%。在磁场作用下，极化抑制的程度随磁场的增大而单调增加。这些结果表明，即使是正交晶系的LuFeO $_3$是一个室温多铁性的II型品种表现出相当强的磁化和极化之间的耦合。
2014-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature paramagnetoelectric effect in magnetoelectric multiferroics Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 and its solid solution with PbTiO3
我们观察了由多铁性Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3（PFN）和PFN基固溶体0.91PFN-0.09PbTiO_3（PFN-PT）制成的高阻陶瓷在室温及以上的磁电响应。在铁电-顺电相变温度T_C附近，顺磁电（PME）系数有一个明显的极大值，当T>T_C时，PME系数急剧下降到零。PFN中的最大PME系数约为4 × 10 ~（-18）s/A。的PME效应的理论描述，在朗道理论的相变的框架内，允许现实的温度依赖性的自发极化，介电和磁磁化率，定性地再现以及PME系数的温度依赖性。特别地，朗道理论预测在低温和接近顺电-铁电相变温度时PME效应显著增加，因为PME系数等于自发极化、介电常数、磁化率的平方和量化双二次磁电耦合强度的系数的乘积
2015-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic phase transition near room temperature in BiFeO3 films
在高度失配的LaAlO 3衬底上生长的多铁性BiFeO 3薄膜中，我们揭示了两种不同的扭曲多晶型物的共存，导致结构和多铁性的温度依赖性的显着功能。值得注意的是，在360+/-20 K时，高度扭曲的相准伴随着突然的结构变化，从硬铁电体转变为软铁电体，并从反铁磁转变为顺磁。这些耦合的铁电性转变只是在室温以上的承诺，巨大的压电，磁电和压磁响应，在许多应用领域的潜力。
2011-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extraordinary Tunability of the Superexchange Interactions in Nanoparticles of the Multiferroic 0.50BiFeO3-0.50PbTiO3
单相多铁性材料中磁性有序和铁电有序的共存和耦合已经引起了巨大的科学兴趣，因为它涉及到在同一材料中打破时间反转和空间反转对称性。多铁性材料中两种不同有序性的相互可控性，为开发新一代多功能传感器、致动器和数据存储器件提供了可能。我们在这里提出了一个新的奇异方面的多铁性的证据，从而可以提高反铁磁（AFM）超交换相互作用的强度，从而调整的Néel温度（TN）从~ 120 K的散装到~ 350 K的18 nm大小的颗粒通过调整铁电畸变的多铁性（1-x）BiFeO 3-xPbTiO 3固溶体的四方相。这一观察结果是独特的多铁性，只有在非多铁性AFM氧化物的TN随粒径减小。研究结果为室温单相多铁性材料的设计提供了科学依据，有助于制作室温下工作的多功能器件。
2014-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Royal Society Inaugural Article Perspective: Multiferroics Beyond Electric-Field Control of Magnetism
多铁性材料以其磁性和铁电性的结合和耦合，为研究新的物理和化学提供了一个平台，也为开发新的器件和技术提供了一个平台。基于我2017年7月的英国皇家学会就职演讲，我回顾了最近的进展，并提出了多铁性的基本原理和应用的未来方向，重点是电场控制磁性的核心活动之外的意外发展。
2021-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Electrically switchable Rashba-type Dzyaloshinskii-Moriya interaction and skyrmion in two-dimensional magnetoelectric multiferroics
由于拓扑磁性在信息存储和逻辑技术中的应用前景，实现拓扑磁性及其电控制是自旋电子学的热点课题。在这里，我们揭示了这两个可以实现在二维（2D）磁电多铁性。利用第一性原理计算，我们证明了在具有垂直电极化的强度的二维多铁性材料中，通过Rashba效应可以诱导出强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction），这是形成奇异手征磁性的关键因素.我们验证了这种显着的双折射可以促进亚10 nm skyrmion在二维多铁性与垂直磁各向异性，如CrN单层。此外，在二维多铁性材料中，磁化和电极化的强度的存在为我们提供了独特的机会，有效地电控制的强度和手性的双金属，从而拓扑磁性。作为例子，我们介绍了四种具有不同手征性和极性的多铁性Skyrmions，它们可以被外场操纵。
2020-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Relaxor Multiferroicity at Room Temperature in Hexaferrite BaFe12O19 Thin Films
Cornell University（康奈尔大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼兹晶体生长研究所）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of Tennessee（田纳西大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；University of Southern California（南加州大学）；Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science（康奈尔纳米科学卡弗里研究所）
本研究通过外延应变在BaFe12O19薄膜中实现室温极性有序，结合实验与模拟证实其成为弛豫多铁体，为设计室温多铁材料提供新路径。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Processing and Characterization of Multiferroic Bi-relaxors
我们比较了化学溶液沉积（CSD）和脉冲激光沉积（PLD），新的室温，单相，多铁性磁电，[PbFe 2/3 W1/3 O3]x[PbZr0.53Ti0.47O3]1-x（PZTFWx ~ 0.40<x<0.20）与极化，损耗（<1%）和电阻率（通常108 ohm.cm）等于或优于BiFeO 3的标本。采用CSD法在镀铂硅衬底上制备了单相多晶PZTFWx薄膜，并采用PLD法在MgO衬底上外延生长了PZTFWx单晶薄膜。在这些材料中观察到高介电常数（1200- 3000）、高极化（30 - 60 μ C/cm 2）、弱饱和磁化强度（0.48 - 4.53 emu/cm 3）、宽介电温度峰、高频色散、低介电损耗和低漏电流，表明该家族可作为室温多铁性器件的候选者。这些材料中的铁电开关可以通过施加磁场来抑制或猝灭。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Switching of magnons by electric and magnetic fields in multiferroic borates
磁性的电调控是材料研究的一个关键问题。为了满足现代电子学的要求，这些过程必须转移到高频。在多铁性材料中，这可以通过电和磁控制其基本激发来实现。在这里，我们确定在多铁性铁硼酸盐，同时对外部电场和磁场敏感的磁振动。SmFe3（BO3）4在外场中对太赫兹辐射的调制几乎达到100%。高灵敏度可以解释的自旋取向的修改，控制在多铁性硼酸盐的激发条件。这些实验证明了通过外部电场和磁场独立地改变材料的太赫兹磁性的可能性。
2017-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Novel magneto-electric multiferroics from first-principles
在过去的十年里，在多铁性社区内对第一性原理计算的兴趣迅速上升。最初被认为是一个强有力的支持，以解释实验观察到的行为，这一趋势已经演变，现在，密度泛函理论计算也已成为一个重要的预测工具，用于识别原始规则，实现多铁性和设计新的磁电化合物。本章的目的是突出的关键进展，在多铁性领域的第一性原理方法作出了重大贡献。基本的理论发展，使这种搜索成为可能，也简要介绍。
2014-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Stable room-temperature multiferroic skyrmions in lithium niobate with enhanced Pockels effect
本研究通过磁场退火与快速退火结合的方法，首次在铌酸锂中观测到室温稳定的多铁性磁性斯格明子，该结构可显著提升铌酸锂的普克尔斯系数与电光调制器效率。
2024-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of room-temperature multiferroics in Bi4Fe2TiO12 film and bulk
报道了Bi_4Fe_2TiO_（12）薄膜在室温下的介电性和磁性都比Bi_4Fe_2TiO_（12）体材料有明显的提高。X射线衍射分析表明，两种薄膜具有相似的结晶性质和无规取向，但X射线光电子能谱学（XPS）实验表明，薄膜中的核心态O 1 s的结合能比体相低1.4eV，因此薄膜中的多铁性的提高归因于氧空位和高比例的界面。研究结果在多功能集成器件中具有广阔的应用前景。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic materials based on transition-metal dichalcogenides: Potential platform for reversible control of Dzyaloshinskii-Moriya interaction and skyrmion via electric field
探索能够实现电场控制二维磁性的二维多铁性材料已成为自旋电子学的一个新兴课题。利用第一性原理计算，我们证明了非金属双层过渡金属二硫属化合物（TMD）可以作为一个理想的平台，通过插入磁性原子来构建多铁性。此外，我们还发现Co嵌入双层材料MoS 2，Co（MoS 2）2中，具有相反手性的两个能量简并态为基态，这表明在这类材料中可以通过反转电极化的强度来实现电场对拓扑磁性（如Skyrmions）手性的控制.这些发现为电场控制二维多铁性材料的拓扑磁性和内禀磁电耦合铺平了道路。
2022-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance and robust room temperature exchange bias with multiferroic BiFeO3 epitaxial thin films
我们报告的功能化的多铁性BiFeO 3外延薄膜的自旋电子学。第一个例子是通过在具有La 2/3Sr 1/3 MnO 3和Co电极的磁性隧道结中使用BiFeO 3的氧化物层作为隧道势垒来提供的。在这种结构中，在低温下获得了高达30%的正隧道磁电阻。第二个例子是利用BiFeO 3薄膜的反铁磁自旋结构，在室温下在CoFeB铁磁薄膜上产生相当大的（~60 Oe）交换偏置。值得注意的是，交换偏置效应在磁场循环时是稳健的，没有训练的迹象。
2006-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field control of multiferroic domain wall motion
在集体坐标框架下研究了多铁性畴壁的动力学行为，其中电场通过非均匀磁电相互作用与磁化强度耦合。我们展示了电场是如何能够延迟域壁运动的沃克击穿的发作，导致最大壁速度的显着增强。此外，我们表明，在固定制度的磁畴壁的手征可以有效地逆转时，电场施加沿方向的磁场。这些特性表明，多铁性畴壁可能为设计更快、更低功耗的畴壁器件提供一种新的有前景的手段。
2014-04-05 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
Magnetization Reversal by Electric-Field Decoupling of Magnetic and Ferroelectric Domains Walls in Multiferroic-Based Heterostructures
我们证明了与反铁磁多铁性材料（LuMnO 3）接触的铁磁体的磁化强度可以通过电场脉冲快速反转，并且磁交换偏置的符号可以等温地切换和恢复。由于LuMnO3不是铁弹性的，我们的数据最终表明，这种开关是不介导的应变效应，而是一个独特的电场驱动的铁电和铁磁畴壁去耦。它们独特的动力学对于所观察到的磁开关是必不可少的。
2010-09-04 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
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
Room Temperature Structural, Magnetic and Dielectric Characteristics of La Doped CuO Bulk Multiferroic
在这篇手稿中，我们报告的室温结构，微观结构，光学，介电，和磁性能的CuO和Cu 0.995La 0.005陶瓷，固相反应法合成。在CuO中掺杂La导致了具有降低的孔隙率的紧凑和致密的显微结构的演变。由于离子半径的显著差异，La掺杂产生空位缺陷，这在CuO晶格中引起相当大的应变，导致晶格参数和晶胞体积的减小。然而，这两种陶瓷都具有类似的单斜结构，空间群为C2/c。使用XPS，拉曼和FTIR光谱的详细表征证实了CuO晶格中的La 3+的掺入。有趣的是，La掺杂使介电常数提高了三倍以上，并导致漏电流降低。一个大的介电常数的发病归因于La掺杂后的CuO晶格中的致密的微观结构和应变/变形。此外，Cu_（0.995）La_（0.005）陶瓷的禁带宽度减小，这是由于空位缺陷浓度增加，在CuO基体的禁带宽度内产生了中间掺杂能级。此外，在磁性和介电性能的改善也进行了讨论，并与La掺杂CuO的晶粒尺寸。
2021-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Electric field switching of antiferromagnetic domains in YMn2O5: a probe of the multiferroic mechanism
我们采用中子球偏振法，以确定共存的反铁磁畴的性质和人口的多铁性YMn2O5。通过施加一个电场，我们证明了反转的电极化的结果在两种类型的面内畴，反转相互关联的粒子数反转。我们的结果与铁电性的交换收缩机制完全一致，并支持了一个统一的模型，即摆线有序是通过耦合到主磁序参量而诱导的.
2008-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of new multiferroic and magnetoelectric material Fe3Se4
目前，具有磁电耦合的多铁性材料在新型存储器件领域有着广泛的应用。在室温下制备具有强耦合铁电和亚铁磁有序结构的多铁性材料具有挑战性。硒化铁（Fe_3Se_4）单晶在室温下表现出铁电有序和磁有序共存的II型多铁性。我们研究了铁电金属Fe_3Se_4的晶格不稳定性、电子结构、铁电、亚铁磁有序和输运性质。态密度显示出在费米能级附近Fe-3d和Se-4p态的相当大的杂化，证实了其金属行为。Fe阳离子的磁矩遵循II型亚铁磁和铁电有序，计算出的总磁矩为4.25每晶胞（Fe 6 Se 8）。Fe-Se的强共价键性质导致其铁电性质。此外，对称性分析表明，3d-t2 g轨道有序的Fe亚晶格的倾斜是由于Jahn-Teller（JT）畸变引起的。这项研究为利用多铁性材料发展自旋电子学相关技术提供了进一步的见解。
2018-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Engineering room-temperature multiferroicity in Bi and Fe codoped BaTiO3
Fe掺杂到BaTiO 3中，稳定了顺电六方相，代替了铁电四氢呋喃[P. P. et al. Phys. Rev. B，101，064409（2020）]。我们发现，同时掺杂的Bi和Fe到钛酸钡有效地提高了磁电（ME）多铁性响应（铁磁性和铁电性）在室温下，通过仔细调整的Fe价态，随着控制恢复的铁电性，四相。随着Bi掺杂量的增加，Ba_（1-x）Bi_xTi_（0.9）Fe_（0.1）O_3（0<x<0.1）样品的介电常数随温度的变化逐渐增大，介电损耗角正切值逐渐减小，这使得Bi-Fe共掺杂量较高的样品（x=0.08）有望用作室温高k介电材料。有趣的是，x=0.08（Bi-Fe共掺杂）样品不仅被发现在室温下比x=0（仅掺杂Fe）强铁电性（~20倍）和铁磁性（~6倍），而且还观察到更好的绝缘性（更大的带隙），具有更大的ME耦合的间接特征，如从磁矫顽场随着温度降低的异常减少所指示的。因此，室温ME多铁性已被设计在Bi和Fe共掺杂的BTO（钛酸钡）化合物。
2020-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Theoretical description of anomalous properties of novel room temperature multiferroics Pb(Fe1/2Ta1/2)x(Zr0.53Ti0.47)1-xO3 and Pb(Fe1/2Nb1/2)x(Zr0.53Ti0.47)1-xO3
对Pb（Fe_（1/2）Ta_（1/2））_x（Zr_（0.53）Ti_（0.47））_（1-x）O_3和Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））_x（Zr_（0.53）Ti_（0.47））_（1-x）O_3微晶陶瓷的反常铁电、铁磁和磁电性质进行了理论描述。计算了铁电、铁磁和反铁磁相变温度、回复极化、磁化强度、磁滞回线、矫顽场、介电常数和磁电耦合随温度、成分和外场的变化关系。特别注意的是比较发达的理论与实验。它似乎可以充分描述的主要实验结果，包括一个合理的协议之间的形状计算的磁滞回线和剩余极化值与测量的循环和极化。从实验数据中提取了有关线性和非线性磁电耦合系数的信息。从拟合的实验数据与理论公式，它似乎可以获得居里-外斯常数，这是已知的谐波（线性）介电刚度成反比的组合物的依赖性，以及强烈的非线性依赖的非谐波参数的自由能。记住这些参数对多铁性的本质影响，所获得的结果开辟了一条道路，以管理实际上所有的材料性能的帮助下，选择合适的组合物。在此基础上，预测了反铁畸变序参量对多铁性材料的相变温度、相图和性质等的影响。
2015-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Huge Spin-Driven Polarizations at Room-Temperature in bulk BiFeO3
第一类多铁性材料的自旋驱动极化被预先存在的铁电极化所掩盖。利用第一性原理计算结合自旋模型，我们发现了室温多铁性BiFeO 3中两个隐藏的，但巨大的自旋驱动极化。一个是与全球反演对称性打破了FE扭曲和其他相关的反铁畸变八面体旋转与本地反演对称性打破。与最近的中子散射的比较表明，第一极化达到3.0 $μ$ C/cm $^2$，这是大于任何其他多铁性材料。我们详尽的研究铺平了道路，以揭示各种磁电耦合，产生隐藏的自旋驱动极化在其他I型多铁性。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-Assembled Room Temperature Multiferroic BiFeO3-LiFe5O8 Nanocomposites
多铁性材料由于其有前途的技术潜力而引起了重大的研究兴趣。开发新的室温多铁性材料并了解其基本性质对于揭示未预料到的物理现象和潜在应用具有重要意义。在这里，一个新的室温多铁性纳米复合材料包括有序的铁磁尖晶石LiFe 5 O 8（LFO）和铁电钙钛矿BiFeO 3（BFO）。我们观察到，锂（Li）掺杂BFO有利于形成LFO尖晶石作为第二相的合成过程中的LixBi 1-xFeO 3纳米铈。采用多峰泛函和化学成像方法研究了BFO-LFO复合陶瓷和自组装纳米复合薄膜中掺杂诱导的相分离与局部铁性之间的关系。第一性原理计算支持Li掺杂BFO中的相分离和BFO-LFO复合材料形成的能量学。这些发现揭示了锂离子在形成功能重要的室温多铁性材料中的作用，并为轻元素掺杂纳米复合材料的合成开辟了一条新途径。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Operando imaging of all-electric spin texture manipulation in ferroelectric and multiferroic Rashba semiconductors
通过外部手段控制电子自旋是自旋电子器件的关键问题。利用自旋和角度分辨光电子能谱（SARPES）与三维自旋检测，我们证明了在铁电GeTe和多铁Ge 1-xMnxTe的操作静电自旋操纵。我们不仅首次证明了由于铁电极化反转在Rashba半导体中的静电自旋操纵，而且还能够详细跟踪开关路径，并显示出在外场下Rashba分裂强度的增益。在多铁性Ge_（1-x）Mn_xTe中，由于电场诱导的磁化反转，导致了垂直自旋分量的翻转。这提供了有效的多铁性耦合的有力证据，该多铁性耦合打开了具有多个自旋切换路径的磁电功能性，其中磁和电序参量通过铁弹弛豫路径耦合。因此，这项工作提供了一种新的类型的磁电开关纠缠与Rashba-Zeeman分裂的多铁性系统。
2017-07-26 cond-mat.mtrl-sci
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
Exceptionally large room-temperature ferroelectric polarization in the novel PbNiO3 multiferroic oxide
我们提出了一个研究的基础上，几个先进的第一性原理方法，最近合成的PbNiO 3 [J. Am. Soc 133，16920（2011）]，其是以高度扭曲的R3 c晶体结构结晶的菱形反铁磁绝缘体。我们发现这种化合物具有电极化性质，其电极化的强度程度非常高，约为100（\muC /cm）^2，甚至超过了人们熟知的BiFeO 3的极化程度。PbNiO 3是一种合适的铁电体，其极化由沿[111]方向的大Pb-O极位移驱动。与人们的期望不同，Pb离子的4+离子电荷不能确定，实际上，大的Pb 6s-O 2 p杂化通过类似于其他Pb和Bi基多铁性材料的孤对机制驱动铁电畸变
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Multiferroic-like Quasiparticles in Ferroelectrics
WPI-AIMR, Tohoku University（东北大学世界顶尖科学中心）；Institute for Materials Research and CSIS, Tohoku University（东北大学材料研究所和CSIS）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学卡尔维理论科学研究所）
该研究预测纯铁电体支持同时携带静态磁和电偶极子的类多铁准粒子（multiferrons），揭示了其独特的磁电交叉耦合与非线性THz光学响应，为室温多铁功能应用提供了新途径。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature multiferroicity in a transition metal dichalcogenide
本研究在Te掺杂WSe2块状单晶中于室温下实验观测到铁磁性与铁电性共存，首次在过渡金属二硫化物家族中实现多铁态，为范德华多功能器件应用开辟道路。
2023-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spherical neutron polarimetry study of hysteresis in multiferroic MnWO4
用球形中子极化仪研究了多铁性MnWO_4的磁结构与温度的关系。电场的施加将磁结构驱动到单个手征域。这样做所需的字段的大小示出随温度增加。进一步证明了磁序与电极化的强度之间的联系。
2009-07-08 cond-mat.mtrl-sci
