Magnetoelectric studies on polycrystalline FeVO4
我们报告的磁性，介电和铁电性能的多晶铁钒酸盐（FeVO 4），这是最近发现，在低温下表现出多铁性与非共线磁有序。系统地研究了高达9T的外加磁场对这些性能的影响。强磁场除了抑制铁电相变外，还在较低的温度下诱导了二次铁电相变。相应的磁化强度测量揭示了低温下的场致变磁转变。我们的研究结果将有助于阐明FeVO4复杂的磁性结构和多铁性的微观机制。
2011-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature Multiferroicity and Magnetoelectric coupling in Ca/Mn modified BaTiO3
本研究探讨了Ca和Mn修饰的BaTiO3在室温下的多铁性与磁电耦合，仅在x=0.03时观察到MEC，并测得磁电耦合系数αME ~44 mVcm-1Oe-1，强调了结构性质对替代的敏感性。
2025-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiferroicity and magnetoelastic coupling in alpha-Mn2O3: A binary perovskite
多铁性材料是一类重要的材料，其中至少有两个初级铁性序存在并耦合在一个系统中。他们吸引了特殊的考虑，因为他们提出了有趣的基本物理问题和潜在的多功能设备的技术重要性。在这里，我们提出了证据的多铁性和磁电（ME）耦合在α-Mn 2 O3;一个独特的二元钙钛矿。对应于80 K附近的反铁磁（AFM）有序，在介电常数中观察到明显的频率无关的转变。我们发现，电极化的强度出现在AFM制度，可以调制与磁场。使用同步辐射X射线衍射的详细结构分析表明，随着温度的降低，以及在整个铁电和磁有序温度的晶胞参数和键长的变化，在结构变形的增加。在α-Mn 2 O3中的多铁性和磁弹性耦合的观察为相关材料中的ME耦合的探索提供了见解。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic and magnetoelectric nature of GaFeO3, AlFeO3 and related oxides
GaFeO_3、AlFeO_3及相关氧化物具有亚铁磁性，表现出磁介电效应。迄今为止，还没有证据表明这些氧化物具有铁电性和多铁性。我们已经研究了这些氧化物以及氧化物的组成Al 1-x-yGaxFe 1 + yO 3（x = 0.2，y = 0.2）可能的铁电性进行热释电测量。这些测量建立了在这些氧化物中在低于Nèel温度的低温下发生铁电性。它们还表现出显著的磁电效应。我们试图通过进行第一性原理计算来理解基于非中心对称磁有序和无序的铁电性的起源。
2012-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of Multiferroicity in a Frustrated Magnet TbMn$_2$O$_5$
基于软X射线磁散射测量和对称性的考虑，我们表明，在TbMn $_2$ O $_5$的磁电效应产生的内部字段由$\vec{S}_{\vec{q}} \times {\vec{S}_{-\vec{q}}}$与$\vec{S}_{\vec{q}}$是在调制矢量$\vec{q}$的磁化，而磁弹性效应的交换能量支配的响应外部电场。我们的研究结果设置基本的对称性约束的微观机制的阻挫磁体的多铁性。
2007-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for Multiferroicity in Single-Layer CuCrSe$_2$
本研究发现单层CuCrSe$_2$具有室温铁电性和120 K铁磁性的高温多铁性，其铁磁耦合由铁电诱导的Cr原子轨道偏移增强，为二维多铁研究及器件开发提供了新平台。
2024-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostriction-driven multiferroicity of MnTe and MnTe/ZnTe epitaxial films
在这里，我们表明，MnTe外延薄膜与锌的混合物结构和MnTe/ZnTe多层膜应显示铁电极化在反铁磁（AFM）有序状态，因此属于多铁性。自发铁电极化是由磁致伸缩剪切应变引起的高离子Mn-Te-Mn键弯曲引起的。铁电极化的取向与AFM矢量的取向耦合，因此可以通过施加外部磁场来控制。由于电、磁序参量的钳制，MnTe中的畴结构由两种机制控制：电偶极子产生的退极化场和磁弹性偶极子产生的去应力场。单畴化电场和磁场的大小取决于样品的形状，并随膜厚的增加而减小。磁畴的磁电性质使得可以通过线性和非线性光学方法（克尔效应、二次谐波产生技术）来可视化磁畴结构。
2008-11-13 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
Mechanism of Type-II Multiferroicity in Pure and Al-Doped CuFeO$_2$
本文开发磁团簇展开方法研究CuFeO$_2$及Al掺杂体系，发现双二次相互作用对基态至关重要，并证实广义自旋电流模型能正确刻画其II型多铁性机制。
2024-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic-scale visualization of multiferroicity in monolayer NiI$_2$
本研究利用扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算，在原子尺度上直接探测并表征了单层NiI$_2$中的II型多铁序，并通过电场操控验证了其磁电耦合，为微观磁电效应分析提供了新视角。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Semiconducting Layered Multiferroic Heterojunctions via Asymmetrical Magnetoelectric Coupling
二维（2D）半导体多铁性材料能够有效地耦合磁性和极化（P）有序，在纳米尺度的基础研究和技术应用中具有重要意义，但在自然界中却很少见。在这项研究中，我们提出了一个通用的机制，通过VDW异质结工程实现半导体二维多铁性，如在一个典型的异质结构组成的磁性双层CrI 3（双CrI 3）和铁电单层In 2Se 3。有趣的是，Se 4p和Cr 3d轨道之间的新型间接轨道耦合，由界面I 5 p轨道介导，在相反的P配置中是可切换的，从而导致意想不到的强非对称磁电耦合机制。因此，随着In_2Se_3引起的铁电势垒的显著增加，在相反的P组态中实现相反的磁序最终导致了Bi-CrI_3/In_2Se_3的新颖的多铁性。最后，我们证明，我们的机制一般可以应用到设计其他VDW多铁性，即使层厚度可调。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
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
Multiferroic hexagonal ferrites (h-RFeO$_3$, R=Y, Dy-Lu): an experimental review
六方晶系铁氧体（h-RFEO $_3$，R=Y，Dy-Lu）是近年来发现的一类新的多铁性复合氧化物。同时存在的自发电场和磁场极化使h-RFEO $_3$在低温下成为稀有铁电铁磁体。加上室温多铁性和预测的磁电效应，h-RFEO $_3$是有前途的多铁性应用材料。本文综述了h-RFEO $_3$的结构、铁电、磁性和磁电性能。由于薄膜的生长是制备高质量单晶材料研究本征性质的关键，因此也讨论了它。
2014-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity in the two-dimensional limit in hexagonal LuFeO3 films
Fudan University（复旦大学）；University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Zhangjiang Fudan International Innovation Center（张江复旦国际创新中心）；University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
研究在二维极限下六方LuFeO3薄膜中同时存在的铁电性和磁性，发现其在一半晶胞厚度时仍保持与体材料相当的铁电极化和磁电耦合。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Piezomagnetism-driven magnetoelectric coupling in altermagnetic multiferroic K3Cr2F7
Southeast University（东南大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海智源研究院）；Northwestern University（西北大学）
针对反铁磁体实空间磁性调控较少的问题，提出n=2 Ruddlesden-Popper卤化物多铁性设计规则，发现K3Cr2F7中压磁驱动的磁电耦合效应，为强磁电耦合实现和反铁磁材料功能拓展提供新思路。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic materials and magnetoelectric physics: symmetry, entanglement, excitation, and topology
多铁性是指具有一个以上铁性序的材料，而磁电性是指磁性和电性之间的相互耦合。多铁性学科在21世纪的头十年里空前活跃，已成为凝聚态物理和材料科学的热门学科之一。在过去的十年中，一系列里程碑式的进展使我们对多铁性物理的理解变得更加全面和深刻，这进一步推动了这一令人兴奋的领域的研究前沿。随着更多的多铁性材料的出现和磁电性能的提高，其应用越来越近。虽然有关于2010年之前主要进展的开创性审查文章，但必须更新审查报告，介绍2010年以来取得的新成就。本文简要介绍了多铁性和磁电性的基本知识，总结了近六年来多铁性，特别是磁电性及其相关物理的重要研究活动。我们不仅考虑单相多铁性，而且考虑多铁性异质结构。我们解决有关磁电耦合的物理机制，使这个不同的学科的骨干可以突出。一系列关于晶格对称性，磁有序，铁电产生，电磁子激发，多铁性畴结构和畴壁动力学，以及多铁性异质结构中的界面耦合的问题，将在一个更新的物理框架中重新讨论。此外，一些新兴的现象和相关的物理，包括磁skyrmions和一般的拓扑结构与磁电将被讨论。
2016-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spintronic Functionalities in Multiferroic Oxide-based Heterostructures
同时显示电磁长程序的材料系统的列表很短。然而，氧化物集中了许多多铁性的例子，在某些情况下，具有大的磁电耦合。因此，一个富有成果的研究领域已经出现的同时巩固自旋电子学。多铁性和自旋电子学之间的协同作用是不可避免的，因此多铁性材料中自旋电子功能的表征是相当丰富的。本章的目的是审查氧化物异质结构的磁电耦合证明通过自旋电子功能（即磁阻，各向异性磁阻，巨磁阻或隧道磁阻）。
2017-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of Two-Dimensional Multiferroicity in van der Waals CuCrP2S6 Layers
多铁性材料在高密度非易失性存储等新型磁电器件中具有潜在的应用前景。近几十年来，对多铁性材料的研究主要集中在三维材料上。然而，三维材料在纳米尺度的薄膜中存在着悬挂键和量子隧穿效应。二维（2D）材料可能为这些问题提供一个优雅的解决方案，因此需求量很大。使用第一性原理计算，我们预测的铁磁性和驱动铁电性在单层，甚至几层的CuCrP2S6。虽然单层膜的铁电相的总能量高于反铁电相的总能量，但通过施加大的电场可以实现铁电相。根据我们的计算，除了常见的多铁性材料的自由度外，谷自由度也是极化的。计算结果表明，自旋、电偶极子和谷是相互耦合的。在实验中，我们在室温下观察到了几层CuCrP2S6（厚度约13 nm）的面外铁电性。在10 K下，从大量堆叠的纳米片的磁滞回线推断出了少量层的二维铁磁性。实验结果很好地支持了我们的计算。我们的发现可能为进一步的器件应用提供一系列二维材料。
2019-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric and Raman spectroscopic studies of single-crystalline MnCr2O4
MnCr_2O_4具有自旋阻挫和复杂的螺旋自旋有序性，从基础和应用两个方面都引起了人们极大的兴趣。与CoCr2O4的基态呈现公度螺旋自旋有序（CSSO）和铁电有序共存不同，MnCr2O4没有表现出多铁性。一个原因是螺旋自旋序对MnCr2O4中的氧浓度高度敏感。在这里，我们已经成功地生长高品质的单晶MnCr2O4的化学气相传输方法。我们观察到一个新的一级磁跃迁，从19.4 K的无公度螺旋自旋序（ICSSO）到17.4 K的CSSO。通过磁化强度、比热和磁电测量证实了这种磁转变，这也证实了基态在17.4 K以下表现出CSSO和磁电共存。有趣的是，拉曼光谱在5.4和300 K之间的温度演化表明结构保持不变。当外加磁场增加到45 kOe时，CSSO的相变温度降低。
2018-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanisms and origin of multiferroicity
由于其固有的交叉耦合特性的潜在应用，近年来对多铁性材料的兴趣不断增加，导致了显着的实验和理论进展。从理论的角度来看，最近的进展已经允许确定不同的机制负责的外观铁电极化共存-和耦合到-磁性能。本章旨在回顾迄今为止设计的基本机制，主要是过渡金属氧化物，这是多铁性的起源。
2015-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced polarization, magnetoelectric response and possible bi-multiferroic phase separation in Tb_{1-x}Ho_xMnO_3
合成了一系列具有正交晶系结构的锰氧化物Tb_（1-x）H_xMnO_3（0<=x<=0.6），并对其多铁性进行了详细的研究。所有样品在温度变化时都发生了连续的磁转变，Mn 3+螺旋自旋有序和稀土自旋有序都随着x的增加而被抑制。在0.2<x<0.4的范围内，极化和磁电响应都有明显的增强，这可能是由于螺旋和E型自旋序之间可能存在的竞争。基于双eg轨道双交换模型进行了理论计算，结果支持多铁性相分离的假设。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Superpolarized Electron-Hole Liquid and Multiferroicity in Multilayer Graphene
本文提出超极化电子-空穴液体理论，解释菱形五层石墨烯中的多铁性，并揭示电位移场和弱磁场可独立调控谷极化与轨道磁化，将大磁电效应归因于带边Berry曲率。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced multiferroicity in Cr1/3NbS2
本研究提出通过应变在非极性自旋螺旋材料中诱导极化以实现多铁性的新途径，利用磁电双折射技术与应变工程，证实了应变的Cr1/3NbS2在磁转变时出现极矢量，确立其为II型多铁性材料。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Multiferroicity in the geometrically frustrated FeTe2O5Cl
通过比热、μ子自旋弛豫、核磁共振、介电、中子和同步辐射X射线衍射测量研究了层状FeTe 2 O 5Cl化合物，并将结果与同构FeTe 2 O 5 Br进行了比较。我们发现低温有序态与FeTe_2O_5Br类似，是多铁性的--在11 K以下同时出现椭圆调幅磁旋轮线和电极化的强度。然而，与FeTe 2 O 5 Br相比，磁椭圆包络旋转75（4）度，并且电极化的强度的取向对所施加的电场敏感得多。我们建议，所观察到的两个同构化合物之间的差异产生的几何挫折，这增强了其他微妙的Fe 3+（S = 5/2）磁各向异性的影响。最后，X射线衍射结果表明，在微观尺度上，磁电耦合驱动的O 1原子的位移，作为一个响应的Te 4+孤对电子的极化参与Fe-O-Te-O-Fe交换桥。
2013-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chern-Simons orbital magnetoelectric coupling in generic insulators
在第一性原理密度泛函理论的框架下，提出了一种基于Wannier的计算Chern-Simons轨道磁电耦合的方法.鉴于最近的发展与强大的Z2拓扑绝缘体，我们预计，陈-西蒙斯的贡献的磁电耦合，在特殊情况下，可以是一样大或大于总磁电耦合在已知的磁电像Cr2 O3。对普通的Cr_2O_3，BiFeO_3和GdAlO_3磁电体的计算结果证实了在这些情况下Chern-Simons贡献是很小的。另一方面，我们表明，如果空间反转和时间反转对称性的Z2拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的手被打破，大的诱导变化出现在陈-西蒙斯磁电耦合。
2010-10-28 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
Doping induced multiferroicity and quantum anomalous Hall effect in $α$-In$_2$Se$_3$ thin films
通过第一性原理计算，发现$α$-In$_2$Se$_3$薄膜在适当掺杂下可成为量子反常霍尔绝缘体，且掺杂诱导的磁性依赖于层间极化耦合，从而在同一材料中实现了电可调的多铁性与非平庸能带拓扑的统一。
2024-02-15 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
Magnetoelectric coupling in the cubic ferrimagnet Cu2OSeO3
研究了含压电亚铁磁体Cu_2O_SeO_3孤对电子的磁电耦合。显着的磁电容发展中的磁有序状态（TC = 60 K）。我们发现TC附近的临界行为和附近的变磁过渡在500 Oe的发散。高分辨率的X射线和中子粉末衍射测量表明，Cu2OSeO3是公制立方下降到10 K，但亚铁磁有序降低了对称性菱面体R3。度规立方晶格尺寸排除了涉及自发晶格应变的磁电耦合机制，这在磁电和多铁性材料中是独特的。
2008-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Orbital degrees of freedom as origin of magnetoelectric coupling in magnetite
对磁电性的微观理解，即磁（电）性质和外部电（磁）场之间的耦合，是未来几代电控自旋电子器件的重要里程碑。在这里，我们关注人类已知的第一个磁电：磁铁矿。通过基于唯象朗道理论和密度泛函模拟的联合方法，我们发现非中心对称Cc结构中电荷/轨道有序Fe 3 O 4的磁电性是由特殊的轨道有序和现场自旋轨道耦合之间的相互作用驱动的.与现有实验的良好协议证实了我们的理论图片，指向磁铁矿作为一个新的类别的磁电的原型，铁电极化可以通过磁场诱导，调谐或切换。
2010-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interface induced giant magnetoelectric coupling in multiferroic superlattices
采用第一性原理计算研究了（BaTiO $_3$）$_n$ /（CaMnO $_3$）$_n$短周期超晶格的电磁性质. CaMnO $_3$层中的局部电极化的强度是显著的，与BaTiO $_3$层中的局部电极化相当。值得注意的是，电极化的强度几乎增加了一倍，当自旋配置从反铁磁到铁磁的超晶格中的变化，表明巨磁电耦合。这种磁电耦合的增强是由于在界面处的CaMnO $_3$层中的反铁畸变模式的抑制。
2011-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Misfit Strain Induced Giant Magnetoelectric Coupling in Thin Ferroic Films
我们发现，失配应变源于薄膜-衬底晶格失配强烈增加的二次磁电耦合的值。巨磁电耦合、尺寸效应和失配应变导致铁性薄膜相图在零外磁场和电场下发生强烈变化，特别是在压或拉失配应变下，反铁磁相转变为铁磁或亚铁磁相，以及厚度诱导的顺磁或顺电相的出现。铁电-反铁磁薄膜的铁磁性和磁电耦合的增加与实验数据一致，为铁电薄膜的磁和电性能的定制开辟了道路。
2008-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic particle-size-dependence of magnetoelectric coupling in strained nanosized particles of BiFeO$_3$
利用高分辨率的X射线和中子衍射实验，我们测定了纳米BiFeO $_3$（$\approx$ 20-200 nm）中单胞内离子的偏心位移和磁电耦合。我们发现，无论是离子的偏心位移和磁电耦合表现出非单调变化的颗粒尺寸。它们随着颗粒尺寸从本体减小而增加，并在30 nm左右达到最大值。随着颗粒尺寸的进一步减小，它们急剧减小。磁电耦合是由磁转变温度（$T_N$）附近的离子偏心异常决定的。事实上，这些离子在$T_N$周围表现出很大的反常位移，这是用群论方法分析的。它是离子偏心位移和磁电耦合的非单调颗粒尺寸依赖性的基础。室温下在零和$\sim$ 20 kOe磁场作用下的磁阻铁电滞回线的直接电学测量进一步证实了磁电耦合随颗粒尺寸的非单调变化。增强的晶格应变和压缩压力之间的竞争似乎是造成非单调的颗粒尺寸依赖的偏心位移，而压电和磁致伸缩之间的耦合导致磁电耦合的变化的非单调性。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial-strain-induced multiferroicity in SrMnO$_{3}$ from first principles
第一性原理密度泛函计算揭示了立方SrMnO $_{3}$中大的自旋-声子耦合，铁磁有序产生极性不稳定性。通过这种耦合与钙钛矿的应变-极化耦合特性的组合，体反铁磁顺电基态SrMnO $_3$示出被驱动到以前未报道的多铁性铁电-铁磁状态，通过增加外延应变，拉伸和压缩。这种状态具有计算的极化和估计的居里温度高于54 $μ$ C/cm $^2$和92 K。预测在相界附近的大的混合的磁-电-弹性响应。
2009-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Multiferroicity with coexisting isotropic and anisotropic spins in Ca$_{3}$Co$_{2-x}$Mn$_{x}$O$_{6}$
我们通过高场测量磁化强度（$M$）、磁致伸缩（$L$（$H$）/$L$）、电极化（$P$）和磁热效应研究了Ca $_3$ Co $_{2-x}$ Mn $_{x}$ O $_6$（$x \sim$ 0.97）的磁性和多铁性。本研究也提供了洞察零和低磁场的磁结构和磁电耦合机制。我们测量了$M$和$Δ$ $L$ / $L$高达92 T的脉冲磁场，并确定了饱和力矩和磁场。关于Co $^{2+}$和Mn $^{4+}$离子的自旋状态的有争议的话题，我们发现了两种离子的$S$ = 3/2自旋的证据，没有磁场诱导的自旋状态交叉。我们的数据还表明Mn $^{4+}$自旋是准各向同性的，并且在10 T的外加磁场中在$ab$ -平面中产生分量。这些自旋在85 T时才达到饱和，而Ising Co $^{2+}$自旋在25 T时达到饱和。此外，我们的研究结果表明，在10 T附近的磁场抑制电极化的机制是翻转的Mn $^{4+}$自旋到$ab$ -平面，表明适当的模型必须包括伊辛和准各向同性自旋的共存。
2014-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic-Field-Dependent Raman Scattering in Multiferroic Bilayer Films: Evidence for Stress-Mediated Magnetoelectric Coupling
首次报道了Pb（Zr，Ti）O_3-CoFe_2 O_4双层多铁体系的磁场相关拉曼散射研究。纳米双层膜的声子频率随着磁场的变化而发生明显的变化，而单层Pb（Zr，Ti）O3膜则没有这种变化。CoFe 2 O 4层的磁致伸缩产生机械传递到Pb（Zr，Ti）O3层的应力，导致模式变化。观察到的磁场诱导软化的软模式的Pb（Zr，Ti）O3层承担着一个惊人的相似的直接磁电输出的双层，提供证据的应力介导的磁电耦合机制的多铁性双层。
2009-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Strain-mediated magnetoelectric coupling in magnetostrictive/piezoelectric heterostructures and resulting high frequency effects
利用应变的Landau-Ginzburg自由能展开式和考虑两种材料之间的应变边界条件，推导了压电/磁致伸缩（多铁性）薄膜异质结构中的磁电耦合项。然后，采用求解这种异质结构的完全电磁磁化率张量的有效介质方法，计算了BaTiO $_3$ /NiFe $_2$ O $_4$超晶格的铁磁共振频率.这种方法不同于现有的方法处理磁电异质结构，因为磁和电偶极场不被假定为恒定的，但从一个膜到另一个不同。计算了铁磁共振频移随外加电场的变化，并与实验结果进行了比较。
2011-06-15 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
Large Longitudinal Magnetoelectric Coupling in NiFe2O4-BaTiO3 Laminates
与Pb基磁电层压板（MEL）相比，我们发现在BaTiO 3和NiFe 2 O 4层压板（层数n = 5-25）中，由于磁矩沿NiFe 2 O 4平面的优先排列，纵向磁电（ME）电压系数α E33变得比横向大得多。此外，在将每个层的厚度减小到15 μ m时，我们实现了高达18 mV/（cm Oe）的增强的Alpha E33和与n成比例的ME灵敏度的系统性增加，以实现无铅MEL中的最大值（400*10^-6V/Oe），从而为在大规模生产的环境友好层压板中定制ME耦合提供了途径。
2011-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Proximate transition temperatures amplify linear magnetoelectric coupling in strain-disordered multiferroic BiMnO3
我们报告了一个巨大的线性磁电耦合应变BiMnO 3薄膜中的无序与岛状形态引起的外在弛豫铁电性，是不存在于散装中心对称的铁磁晶体BiMnO 3。与无序相关联的应变被视为耦合到两个铁性序参量的局部变量，磁化强度M和极化P。一个简单的“活塞下的气体”热力学处理解释了所观察到的相关的温度依赖性的产品的磁化率和磁电系数连同增强的耦合的铁性转变温度接近弛豫冻结温度我们的解释是基于一个三线性耦合项的形式L（PXM）的自由能，其中L是一个隐藏的反铁磁序参量，先前假设的BiMnO 3的理论。这个唯象不变量不仅保留了应变诱导相互作用的反演和时间反演对称性，而且还解释了明显的线性磁电耦合，而无需使用更传统的与（PM）^[2]成比例的高阶双二次相互作用。
2015-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Realizing Magnetoelectric Coupling with Hydroxide as a Knob
磁性和铁电有序共存的材料（即，多铁性）提供了通过电场控制磁性的有效途径。不幸的是，一个长期寻求的室温多铁性强耦合铁电和铁磁（或亚铁磁）有序仍然缺乏。在这里，我们提出了在反铁磁过渡金属氧化物中嵌入氢是实现强磁电耦合多铁性的一种很有前途的方法。结果表明，氢插层SrCoO_（2.5）具有强亚铁磁性和大的电极化的强度，其中氢氧化物作为一个新的旋钮，在室温下同时控制了SrCoO_（2.5）的磁化和极化。我们期望离子嵌入将成为设计磁电和自旋电子功能材料的一种普遍方法。
2018-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure and magnetoelectric coupling in bulk and thin film FeVO$_4$
我们研究了FeVO $_4$的磁电和磁介电响应，在$T_{N2}$ $\approx$ 15 K下，FeVO $_4$表现出与铁电有序相一致的磁结构变化。使用对称性的考虑，我们构建了一个模型，在这个系统中可能的磁电耦合，并提出了一个讨论的FeVO $_4$允许的自旋结构。基于这个模型，其中自发极化是由三线性自旋-声子相互作用引起的，我们通过测量电场引起的多铁性相变温度的移动，在4 MV/m的外加电场下，表现出0.25 K的增加，实验探索了FeVO $_4$薄膜中的磁电耦合。\fvo \中的强自旋-电荷耦合也反映在显著的磁介电位移中，该磁介电位移由于四次自旋-声子相互作用而存在于顺磁相中，并且随着我们归因于三线性自旋-声子相互作用的磁序的开始而显示出显著的增强。我们观察到一个明确的磁场诱导的介电异常，在较低的温度下，不同的尖锐的峰值与多铁性转变，我们暂时分配到一个自旋重取向交叉。我们还提出了FeVO $_4$的磁电相图。
2010-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Density Functional Theory Characterization of the Multiferroicity in Spin Spiral Chain Cuprates
基于自旋轨道耦合的密度泛函理论，通过计算螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的自旋螺旋态电极化的强度，研究了螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的铁电性.我们的工作明确地揭示了自旋-轨道耦合是铁电性的主要贡献来自于Cu位上的自旋-轨道耦合，但导致电极化的强度的非对称密度分布主要发生在O原子周围。计算的电极化的强度是大得多的ab-比bc-平面自旋螺旋。观察到的自旋螺旋平面被发现是一致的观察方向的电极化的强度的LiCuVO 4，但不一致的LiCu 2 O 2。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity and 180$^\circ$ domain switching in LaFeO$_3$ via Antisite Defects
本文通过密度泛函理论计算发现，在非铁电反铁磁的LaFeO$_3$中引入Fe$_\mathrm{La}$反位缺陷可使其同时具备铁电性与亚铁磁性，实现极化耦合与180$^\circ$畴翻转。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Canonical magnetic insulators with isotropic magnetoelectric coupling
我们已经进行了详尽的代表性理论为基础的搜索最简单的结构，允许各向同性磁电耦合。我们发现了30个这样的结构，都有一个共同的模式，原子位移的方向原子磁矩。我们专注于这30个典型的结构之一，并发现它是一般实现在一类分数取代烧绿石化合物的全进全出的磁秩序。此外，我们还发现这些取代烧绿石化合物具有相当大的Chern-Simons轨道磁电分量（θ = 0.1 - 0.2）。虽然这个分量在形式上也存在于强Z_2拓扑绝缘体（θ = π）中，但只有当时间反演对称性在表面被破坏时，它的效应才能在那里被观察到。
2013-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity, The coupling between magnetic and polarization
多铁性是指两种或两种以上基本铁性共存的多功能材料，是近年来凝聚态物理和材料科学研究的热点之一。多铁性材料中多个序参量的共存带来了新的物理现象，并为新的器件功能提供了可能。多铁性研究活动的复苏是由一些新的发现和概念，实验和理论证明。在这篇评论文章中，我们概述了一些进步的里程碑，在这一刺激领域，特别是对于那些单相多铁性的磁性和铁电性共存。首先，我们将重点介绍多铁性的物理概念和当前将磁性和铁电性整合到单相系统中的挑战。随后，我们将总结用于组合这两种订单的各种策略。特别关注三种新的多铁性产生机制：（1）由打破空间反转对称性的自旋序（如螺旋和E相反铁磁自旋序）诱导的铁电性，（2）源于电荷有序态的铁电性，（3）铁磁有序系统。然后，我们将讨论元激发，如电磁振子，和应用潜力的多铁性。最后，展望了存在的问题和机遇。
2009-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gigantic magnetic field polarization and magnetoelectric coupling in a ferrimagnetic oxide CaBaCo4O7
CaBaCo_4 O_7是一种非共线铁磁材料（TC= 64 K），空间群为Pbn_（21），在4 K ~ 293 K范围内，在TC以下沿c轴出现大的电极化的强度，在10 K时达到17 mC·m ~（-2）。在62.5K，观察到磁场驱动的极化巨变，P（9 T）-P（0 T）= 8 mC·m ~（-2）。此外，目前的磁电测量，是完全一致的m 'm2'磁点群，强烈支持这种氧化物也是铁磁。这种亚铁磁氧化物属于“114”结构族，为寻找新的磁电材料开辟了一条途径。
2013-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in van der Waals magnets
本综述梳理了二维范德瓦尔斯磁体中特有的新型磁电效应相关重要发现，指出可通过量子磁异质/同质结设计该效应并应用于自旋电子、光电器件，这类材料有望开辟全新研究方向。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Magnetoelectric coupling in the paramagnetic state of a metal-organic framework
尽管磁电效应--磁场对电极化的强度的相互控制和电场对磁性的相互控制--在大量的无机化合物和异质结构中得到了深入的研究，但在有机材料中却很少观察到。在这里，我们证明了在金属有机框架[（CH 3）2NH 2]Mn（HCOO）3，表现出有序-无序型铁电性低于185 K的磁电耦合。磁化率在顺电-铁电转变温度开始偏离居里-外斯定律，表明铁电态的短程磁关联增强。电子自旋共振研究进一步证实了铁电相变后磁态确实发生了变化。然而，铁电极化可以通过施加高磁场来改善。我们解释的磁电耦合在顺磁状态的金属有机框架作为磁弹性效应，修改超交换相互作用和氢键的结果。
2013-05-22 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
Bismuth iron garnet Bi3Fe5O12: a room temperature magnetoelectric material
在室温下用电场控制材料的磁性能的可能性对于现代应用是非常期望的。此外，在单一材料中磁序和电序之间的耦合呈现出广泛的特殊物理性质，例如铋铁石榴石（BIG），可能会导致自旋电子应用领域的巨大进步。特别地，在BIG中磁电（ME）耦合与自旋波的低阻尼的组合可以允许通过磁振子器件中的电场来控制和操纵自旋波。在这里，我们报告的明确观察到的线性磁电耦合在300 K以上的BIG使用铁磁共振技术与电场调制。测得的耦合值是与原型磁电Cr2O3所观察到的。我们的实验结果的基础上，这种线性ME耦合的强度是直接链接到铋离子诱导强自旋轨道耦合的存在下，并出现局部磁不均匀性相关的磁畴结构。BIG中前所未有的磁性，光学和磁电性能的组合预计将引发技术应用和理论研究的重大兴趣。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Driven Unconventional Magnetoelectric Coupling in Perovskite Altermagnets: From Bulk to the Two-Dimensional Limit
Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学）；Ningbo Institute of Digital Twin, Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学数字孪生研究院）；Eastern Institute for Advanced Study, Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学高等研究院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；School of Physical Science and Technology, Suzhou University of Science and Technology（苏州科技大学物理科学与技术学院）
研究揭示了钙钛矿变磁体中对称性驱动的非常规磁电耦合，通过二维极限下的持续交替磁性与磁配置限制，提出扩展可行系统的策略。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
