本文报道了CaMn $_7$ O $_{12}$是一种新的磁性多铁性材料。铁电极化的出现与磁相变($\sim90$ K)相一致,表明存在由磁性引起的铁电性,进一步证实了其强磁电响应。相对于其他已知的磁性多铁性,CaMn $_7$ 0 $_{12}$显示出有吸引力的多铁性,例如高铁电临界温度和大极化。更重要的是,这些结果为在掺杂氧化物中寻找磁性多铁性材料开辟了一条新的途径。
英文摘要:
We report that CaMn$_7$O$_{12}$ is a new magnetic multiferroic material. The appearance of a ferroelectric polarization coinciding with the magnetic phase transition ($\sim90$ K) suggests the presence of ferroelectricity induced by magnetism, further confirmed by its strong magnetoelectric response. With respect to other known magnetic multiferroics, CaMn$_7$O$_{12}$ displays attractive multiferroic properties, such as a high ferroelectric critical temperature and large polarization. More importantly, these results open a new avenue to search for magnetic multiferroics in the catalogue of doped oxides.
Magnetic and orbital correlations in multiferroic CaMn$_7$O$_{12}$ probed by x-ray resonant elastic scattering
四重钙钛矿CaMn $_7$ O $_{12}$是一种局部多铁性,其中驱动结构畸变、调制磁性和轨道顺序的电子相关性的层级不是众所周知的,并且可以随温度而变化。X射线共振弹性散射(XRES)提供了一个动量分辨的工具来研究这些现象,即使在非常小的单晶,有价值的信息编码在其偏振和能量依赖性。我们提出了一种应用这种技术的钙锰$_7$ O $_{12}$。通过偏振分析,可以区分与磁序和轨道序相关的超结构反射。鉴于高动量分辨率,我们解决了一个以前未知的分裂的轨道阶超结构峰,在低温下与一个独特的\textit{locked-in}阶段。第二组轨道阶超结构峰然后可以被解释为二次谐波轨道信号。令人惊讶的是,第一和第二谐波轨道信号的强度显示出不同的温度和偏振依赖性。这种轨道重排可能是由交换机制驱动的,在低温下,交换机制在Jahn-Teller不稳定性中占主导地位。
Identification and mechanical control of ferroelastic domain structure in rhombohedral CaMn$_7$O$_{12}$
本文报道了室温下多铁性CaMn $_7$ O $_{12}$单晶的铁弹畴结构的观测结果。两种类型的铁弹畴壁被发现,与材料的菱面体对称性,减少立方对称在较高的温度下。使用拉曼光谱与其他测量,我们开发了一个系统的方法来确定微观畴取向。此外,我们发现了一个开关行为的域,这使我们能够方便地在室温下使用适度的单轴压缩的晶体去孪。我们的研究结果为进一步的光谱研究和结构域工程的钙锰$_7$ O $_{12}$。
Magnetic Order and Strain in Hexagonal Manganese Pnictide CaMn$_2$Bi$_2$
Universidad de Valladolid(瓦拉多利德大学);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Centro de Física de Materiales - Materials Physics Center (CFM-MPC)(材料物理中心);University of the Basque Country UPV/EHU(巴斯克大学);Department of Physics, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校物理系);Department of Physics, Northeastern University(东北大学物理系);Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院物理系)
Fractionation as a Tool to Control Mn/Al Site Mixing and Magnetism in CaMn_{2+x}Al_{10-x}
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University(艾姆斯国家实验室,美国能源部,爱荷华州立大学);Department of Physics and Astronomy, Iowa State University(爱荷华州立大学物理与天文系);Faculty of Applied Physics and Mathematics and Advanced Materials Center, Gdansk University of Technology(格但斯克理工大学应用物理与数学学院及先进材料中心)
Magnetic and Dielectric Properties in Multiferroic Cu3Mo2O9 under High Magnetic Fields
研究了高磁场作用下Cu 3 Mo 2 O 9单晶的磁性和介电性能。这种多铁性化合物具有扭曲的四面体自旋链。准一维效应和几何自旋阻挫效应预计将同时出现。在高达74 T的脉冲磁场下测量了磁电流和微分磁化强度。我们还测量了在高达23 T的静态场下的电极化的强度与电场曲线/回路。介电性质在磁场处发生变化,在磁化曲线中观察到磁化跳变。此外,在高磁场下发现磁化平台。
The role of ferroelectric-ferromagnetic layers on the properties of superlattice-based multiferroics
利用脉冲激光沉积技术在(100)SrTiO_3上生长了一系列由铁磁层、铁电层或顺电层组成的超晶格和三层结构。研究了它们的结构和磁电性能。由铁磁Pr 0.85 Ca 0.15 MnO 3(PCMO)和铁电体即Ba 0.6 Sr 0.4 TiO 3(BST)或BaTiO 3制成的超晶格在高施加的磁场下显示出增强的磁阻(MR),而在Pr 0.85 Ca 0.15 MnO 3/SrTiO 3超晶格中不存在这种增强,这清楚地证明了铁电体层在这种增强的MR中的优势作用。在PCMO/BST的三层中没有增强的MR表明在这些系统中导致MR的磁电耦合在多层中比在它们的三层对应物中更强。
Magnetization induced local electric dipoles and multiferroic properties of Ba2CoGe2O7
Ba_2CoGe_2O_7是一类特殊的多铁性材料,具有非中心对称的非极性结构,其性质由旋转反转对称性决定。与反转不同,旋转反转对称性可以容易地被磁化破坏。此外,由于特定的结构模式,Ba 2CoGe 2 O 7的磁结构相对较软。总之,这导致了丰富多样的多铁性,其中磁结构可以容易地被磁场变形,在方向上感应电极化的强度,这取决于磁场的方向。在本文中,我们表明,所有这些属性可以成功地解释现实的低能量模型的基础上,来自第一原理的电子结构计算的磁活性Co 3d带,和贝里相位理论的电极化的强度。特别是,我们认为,磁化诱导电极化的强度在Ba 2CoGe 2 O 7基本上是本地的,并表示通过一些偶极子矩阵的期望值,计算模型的Wannier基,和网站对角密度矩阵的磁性Co网站。因此,Ba 2CoGe 2 O 7的行为的基本方面已经可以在原子极限下理解,其中磁各向异性和磁电耦合都由密度矩阵指定。然后,宏观极化可以被发现作为一个单独的Co网站的电偶极子的叠加。我们讨论了原子间磁相互作用的行为,对磁晶各向异性和自旋倾斜的主要贡献,以及自旋相关p-d杂化唯象模型所提出的图像的异同。
Magnetic field control of charge structures in the magnetically disordered phase of the multiferroic LuFe$_2$O$_4$
利用中子衍射研究了磁场对电荷有序多铁性材料LuFe $_2$ O $_4$中电荷结构的影响。一个外部磁场能够改变的大小和相关长度的电荷价序,甚至在磁秩序设置。这会影响材料的介电和铁电特性,并引起巨磁电效应。我们的研究结果表明,在LuFe $_2$ O $_4$的磁电耦合可能是由于局部自旋磁场效应,在明显的对比,在大多数其他已知的多铁性系统的情况下,体磁秩序是重要的。
Multiferroics: different ways to combine magnetism and ferroelectricity
多铁性-材料同时(铁)磁性和铁电性,往往也是铁弹性,吸引了现在相当大的关注,既因为有趣的物理参与,因为他们承诺重要的实际应用。在本文中,我给出了一个调查的微观因素决定这些属性的共存,并讨论了不同的可能途径,将它们结合在一种材料。特别是在过渡金属钙钛矿中的d-状态的占领的作用进行了讨论,螺旋磁结构的可能作用被强调和铁电性的磁系统中的新机制,由于结合的网站为中心的和键为中心的电荷排序。在几个特定的材料,包括磁铁矿Fe 3 O 4,多铁性行为的微观本质进行了讨论。
Multiferroic properties of oxygen functionalized magnetic i-MXene
二维多铁性材料继承了低维材料和磁电材料的优良物理性质,并以其独特的结构超越了三维材料。这里,基于密度泛函理论计算,MXene衍生物,即,i-MXene(Ta $_{2/3}$ Fe $_{1/3}$)$_2$ CO $_2$被预测为I型多铁性材料。源自可靠的$5d^0$规则,其铁电性是稳健的,具有沿a轴高达$\sim12.33$ $μ$ C/cm $^2$的中等极化,其可以容易地切换并且可以在室温以上持续。其磁基态为层状反铁磁性。尽管它是I型多铁性材料,但它的Néel温度可以通过顺电-铁电转变显着调节,表现出一种固有的磁电耦合。这种磁电效应源于传统的磁致伸缩效应,但交换阻挫却意外地放大了这种效应。我们的工作不仅揭示了非平凡的磁电机制,而且为在二维极限下寻找更多的多铁性材料提供了一种策略。
Multiferroic Properties of Electrospun CFO-BCTSn Nanocomposites for Magnetoelectric and Magnetic Field Sensing Applications
Jozef Stefan Institute(约瑟夫·斯蒂芬研究所);University of Picardie Jules Verne(皮卡第朱尔斯·凡尔纳大学);Cadi-Ayyad University, Faculty of Sciences and Technology(卡迪·阿亚德大学科学与技术学院);University Mohammed VI Polytechnic (UM6P)(穆罕默德六世理工大学);Aix-Marseille University - CNRS(艾克斯-马赛大学-法国国家科学研究中心);Institute of Physics AS CR(捷克科学院物理研究所)