A hybrid-exchange density-functional theory study of the electronic structure of $\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$: Exotic orbital ordering in the cubic structure
用杂化交换密度泛函理论研究了立方和四元$\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$的电子结构。计算得到的四方相的电子结构显示了V位上的反铁磁轨道有序和亚铁磁基态（V和Mn上的自旋是反对齐的）。这些结果与用局域密度近似+ $U$方法[S. Sarkar，et.例如，物理修订信函102，216405（2009）]。此外，电子结构，特别是投影态密度的立方相已预测与最近的软X射线光谱实验的良好协议。类似的tetraphite相，在立方结构中的V和Mn上的自旋有利于亚铁磁配置。最有趣的是，计算出的立方相V上自旋携带轨道的电荷密度显示了一种奇异的轨道排序，即，沿着[110]的铁轨道有序，但是沿着[ $\overline{1}$ 10]的反铁轨道有序。
2015-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An X-ray Scattering and Simulation Study of the Ordering Kinetics in CuAu
详细的数值计算和实验研究的CuAu的低温四方相的有序性。数值模拟是基于一个粗粒度的自由能来自电子结构计算的CuAu，而实验结果是从原位X射线散射。理论和实验结果都表明，有序四元相和亚稳调制相之间存在着微妙的动力学竞争。
1998-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Origin of the structural phase transition in Li7La3Zr2O12
石榴石型Li7La3Zr2O12（LLZO）是一种具有低电导率四方相和高电导率立方相的固体电解质材料。使用密度泛函理论和可变细胞形状的分子动力学模拟，我们表明，四方相稳定性是依赖于同时订购的锂离子的锂亚晶格和体积保持四方扭曲，减轻内部结构应变。超价掺杂将空位引入到Li亚晶格中，增加整体熵并降低来自有序化的自由能增益，最终稳定立方相。我们表明，立方相稳定性的临界温度降低，作为锂空位浓度（掺杂剂水平）的提高，并激活跳跃的锂离子从一个晶体位置到另一个总是伴随着过渡。通过确定实现高电导率相的相关机制和临界浓度，这项工作显示了如何使用靶向合成来改善电解性能。
2012-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism and crystalline-electric field excitations in tetragonal NaCeO2
我们研究了四氢呋喃、$I4_1/amd$、NaCeO $_2$的晶体结构、磁性和晶间电场。在该化合物中，Ce $^{3+}$离子形成通过反铁磁相互作用（$Θ_{CW} = -7.69$ K）耦合的四方形拉长的金刚石晶格，该反铁磁相互作用的磁性顺序低于$T_N = 3.18$ K。用非弹性中子散射方法研究了Ce-$^{3+}$-$J = 5/2$晶体-电场分裂多重态，并将其参数化为具有混合$|m_z \rangle$特征的$J_{eff} = 1/2$基态双重态.中子粉末衍射数据揭示了$A$型反铁磁性的开始，其中$μ=0.57(2)$ $μ_B$矩沿$c$轴排列。磁性结构与在具有有效交换值$J_1 > 4 J_2$和$J_1 > 0$的细长金刚石晶格上的受挫海森堡$J_1$-$J_2$模型的预期一致。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetics of formation of twinned structures under L1_0 type orderings in alloys
采用主方程方法和动力学团簇方法研究了合金中L1_0型有序化的动力学过程，包括孪晶结构的形成.原子间的变形相互作用的微观模型的建议，推广了类似的模型Khachaturyan稀合金的物理有趣的情况下，集中的合金。该模型被用来模拟A1->L1_0转变淬火后的合金从无序的A1相到单相L1_0状态的合金模型具有不同的化学相互作用，温度，浓度，和tetravel扭曲。我们在瞬态微观结构和相变动力学中发现了一些特殊的特征，其中许多与实验数据吻合得很好。模拟结果还表明，在近平衡孪晶带的反相边界的相互作用依赖的对齐，这似乎是在一些实验中观察到的现象。
2001-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Molecules with dipoles in periodic boundary conditions in a tetragonal cell
当一个系统包含一个偶极子，其维数小于3，在一个代码中研究，在所有的三维周期性边界条件，人工电场出现，保持电位周期性。这对系统的总能量以及对响应于电场的任何其它属性具有影响。对于嵌入在立方几何中的0D系统和2D板系统，简单校正是已知的。本文说明了如何将0维结果推广到四元几何，并且对于特定的$c/a$比，校正为零。它还考虑了一个指数误差项缺席通常考虑的2D板的几何形状，并讨论了经验形式。
2019-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale switching characteristics of nearly tetragonal BiFeO3 thin films
我们已经研究了纳米开关性能的应变工程BiFeO 3薄膜沉积在LaAlO 3衬底上使用扫描探针技术的组合。偏振拉曼光谱分析表明，近四斜晶系薄膜具有单斜（Cc）对称性，而不是P4mm四斜晶系。通过本地开关光谱测量和piezoresponse力显微镜，我们提供了明确的证据，铁电开关的tetraxite相，但极化方向，因此它的开关，强烈偏离预期的（001）tetraxite轴。我们还证明了一个大的和可逆的，电驱动的结构相变从四面体的菱形多晶型在这种材料是有希望的大量的应用。
2010-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Orbital ordering in the ferromagnetic insulator Cs$_2$AgF$_4$ from first principles
我们发现，使用密度泛函理论计算内的广义梯度近似，Cs $_2$ AgF $_4$是稳定的绝缘正交相，而不是在金属四方晶系相。正交相中存在的晶格畸变对应于Ag $^{2+}$ $4d^9$离子的$x^2-z^2$ / $y^2-z^2$空穴轨道排序，并且这种轨道排序导致观察到的铁磁性，如通过本总能量计算所证实的。这幅图在适度的4d电子相关存在下成立。并与基于金属四方相的铁磁性图象进行了比较。
2007-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of piezoelectricity in a mixed ferroelectric
我们使用第一性原理密度泛函的总能量和极化计算计算的压电张量在零温度下的立方和简单的四阶有序的Pb_3GeTe_4的超晶胞。最大的压电系数为tetraveletron配置增强了约3倍，相对于立方配置。这可以归因于两个较大的应变引起的运动的阳离子相对于阴离子和更高的玻恩有效电荷的情况下，在tetraorthane。正常模式分解表明，阳离子有序和局部弛豫削弱铁电不稳定性，提高压电性。
1997-12-18 cond-mat.mtrl-sci
KCrF_3: Electronic Structure, Magnetic and Orbital Ordering from First Principles
用{ \it ab initio} LSDA和LSDA+U方法计算了KCrF_3的电子、磁性和轨道结构。高温无畸变的立方相在LSDA内是金属性的，但在LSDA+U能级下，它是带隙为1.72 eV的莫特绝缘体。KCrF_3的四斜晶相和单斜晶相表现出与3x^2-r^2/3y^2-r^2轨道级交错的合作Jahn-Teller畸变。我们发现，由于Jahn-Teller畸变的能量增益是82/104毫电子伏每铬离子在四斜/单斜相，分别。这些相显示出A型磁有序，并且具有2.48 eV的带隙。在这种Mott绝缘状态下，KCrF_3具有2.1 eV的实质性传导带宽，从而导致KCrF_3的电子或空穴掺杂衍生物中的载流子的动能在低温下克服极化子局域化的可能性，类似于在巨磁阻锰氧化物中遇到的情况。
2007-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of high-field piezoelectricity in tetragonal PbTiO3
我们从第一性原理计算的情况下，极化增强电场沿四极轴施加的铁电PbTiO 3的非线性压电响应。我们主要集中在固定的面内晶格常数的情况下，对应于外延约束的薄膜。我们发现，c/a比的电场的依赖关系几乎是线性的范围内高达500 MV/m，几乎没有饱和。这一结果与预期的兰道-德文郡的方法的基础上获得的实验结果在较低的领域，但在定性协议与最近的实验中，更高的领域，使用脉冲场的方法。我们还研究的情况下，在平面外延约束被删除，或施加人工负压，或两者兼而有之。这些计算表明，PbTiO 3可以显示出显着的非线性压电响应下修改的弹性边界条件。
2009-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Photo-Hall, photorefractive and photomagnetoelectric effects in tungsten bronzes and related tetragonal ferroelectrics
我们提出了一个广泛的研究照明下的电，磁和弹性响应的四方铁电体，使用一个新的理论交织的材料和波对称性。计算了光整流、光磁、光生伏打和光超环面矢量响应随波矢和波偏振方向的变化关系。描述了与光弹、光磁电、光折变效应和光电导有关的二阶响应张量。详细讨论了钨青铜中的光霍尔效应和一种新的非线性光学效应。最后，我们将四方材料的性能与文献中先前报道的六方、斜方和三方铁电体的性能进行了比较。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic ordering in mackinawite (tetragonal FeS): evidence for strong itinerant spin fluctuations
麦基诺石是一种天然存在的层状FeS矿物，在地球化学循环中非常重要，最近，对微生物燃料电池的发展也很重要。关于这种矿物的磁性，已经发表了验证结果，穆斯堡尔谱表明没有磁性有序，密度泛函理论预测反铁磁基态，类似于铁基高温超导体，它是同构的，并且已知磁性被强烈的巡回自旋波动抑制。我们研究了后者的可能性mackinawite使用光电子能谱（PES），近边X射线吸收精细结构光谱（XAS），和密度泛函理论（DFT）计算。我们的Fe 3s芯能级PES谱显示出明显的交换能劈裂（2.9 eV），与Fe离子上1 μB的磁矩一致，而Fe L边XAS谱显示出与Fe金属中的Fe 3d电子类似的离域的Fe 3d电子。密度泛函理论计算表明，mackinawite的基态是单条纹反铁磁的，Fe的磁矩（2.7 μB）明显大于实验估计值，并且对S的高度和晶格参数有很强的依赖性.如果强自旋涨落是铁基超导体中电子配对的介导者，那么我们推测mackinawite可能是最简单的铁基超导体之一。
2011-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Orbital ordering, ferroelasticity, and the large pressure induced volume collapse in PbCrO3
通过DFT+U计算，我们发现了一个新的钙钛矿结构PbCrO 3的四重基态，并解释了它的巨大体积。新的结构是稳定的，由于在一个大的四方晶场的存在下，主要是由于偏离中心的铅原子的Cr-d的轨道有序。在较高的压力（较小的体积），有一个一阶过渡到立方相，其中Cr-d轨道是轨道液体。这种相变伴随着约11.5%的体积塌陷，这是过渡金属氧化物已知的最大的体积塌陷之一。大的铁弹性及其与轨道自由度的强耦合可以用来形成潜在有用的磁致伸缩材料
2011-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Electric-field induced phase transitions in rhombohedral PZN-xPT
对（1-x）Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_（3-x）PbTiO_3（PZN-xPT）晶体（x= 4.5和8%）进行的高能X射线衍射实验表明，沿[001]方向施加电场可诱导出Park和Shrout提出的四方相。我们的实验表明，在4.5PT这样的相变发生通过第三相单斜对称，MA，这是观察到在中间场值。这与Fu和Cohen的第一性原理计算一致，预测了该材料中菱形相和四面体相之间的极化旋转。菱形相和四面体相之间的不同极化路径，通过第二个单斜相，MC，先前已在8 PT中报道。这些晶体的微观表征使我们能够解释在电场下在PZN-x%PT中观察到的超高宏观应变。此外，一些不寻常的散射轮廓显示的非常好的晶体，是实验证据的高度非谐性和近简并的不同阶段，在这些极其可变形的材料。
2002-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural domain and spin ordering induced glassy magnetic phase in single layered manganite Pr$_{0.22}$Sr$_{1.78}$MnO$_4$
单层结构的Pr $_{0.22}$ Sr $_{1.78}$ MnO $_4$在室温以下经历了从高温四方相到低温正交相的结构转变。据报道，斜方晶相具有两种结构变体，其晶格参数略有不同，Mn-3 $d$能级显示两种变体内的轨道有序，尽管具有相互垂直的有序轴。除了轨道有序，正交变体还具有反铁磁有序，具有不同的Néel温度。我们对Pr $_{0.22}$ Sr $_{1.78}$ MnO $_4$的多晶样品的磁性研究表明，大的热滞后表明四方晶系到正交晶系转变的一阶性质。在低温下观察到磁记忆、大弛豫、频率相关磁化率和时效效应，表明样品中存在类似自旋玻璃的磁基态。玻璃态的磁性可能来自于正交畴的界面阻挫，其中轨道和自旋有序对竞争的磁性相互作用起着至关重要的作用。
2012-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferrimagnetic Order in Tetragonal Antiperovskite Mn$_3$GeN
National Renewable Energy Laboratory（国家可再生能源实验室）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；University of Maryland（马里兰大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
研究揭示四方反反石墨结构Mn$_3$GeN中源于扭曲kagome晶格的铁磁有序，通过磁性耦合和结构畸变的相互作用展现独特的磁性行为。
2025-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field induced polarization paths in PZT alloys
用从头算方法模拟了Pb（Zr_{1-x} Ti_x）O_3（PZT）在准同型相界附近和电场作用下的性质。将[111]取向的电场施加到四元PZT（例如，x=0.50）导致预期的四斜晶系、A型单斜晶系和菱面体结构的顺序。然而，将取向场[001]应用于菱形PZT（例如，x=0.47）并不简单地颠倒这个序列。相反，该系统遵循一个复杂的路径，也涉及三斜和C型单斜结构。这些后者阶段被发现表现出巨大的剪切压电系数。
2001-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of phonon anharmonicity on ferroelectricity in EuxBa1-xTiO3
调查铁电有序和量子涨落之间的竞争是必不可少的，以定制所需的功能的混合铁电和初期铁电系统，如（Ba，Sr）TiO 3和（Eu，Ba）TiO 3。最近，它已被证明，抑制量子涨落增加铁电有序（Eu，Ba）TiO 3和由于这些现象耦合到晶体相变，它是必不可少的了解声子的作用。在这里，我们观察到，不寻常的温度依赖性的钛酸钡得到抑制时，Ba 2+取代Eu 2+。这表现为β-四氢呋喃的减少（即，准铁电体）相变温度（150 K）和晶格四方性的完全抑制（在室温下，通过Eu 2+取代Ba 2+的40%）。我们量化了声子的非谐性，并观察到Eu 2+取代Ba 2+抑制了它（93%），从而降低了EuxBa 1-xTiO 3中的铁电有序温度。这表明，声子非谐性的调谐可能是一个重要的路线，以新颖的铁电材料。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Phase Competition in HfO$_2$ with Applied Electric Field from First Principles
在这项工作中，第一性原理密度泛函理论计算的结果被用来构建HfO $_2$及其Y和Zr取代的衍生物的能量景观作为一个功能的自适应晶格模振幅。这些复杂的能量景观具有多个局部最小值，对应于四元、oIII（$Pca2_1$）和oIV（$Pmn2_1$）相。我们发现，非极性的四方相和铁电的oIII相之间的能量势垒可以通过Y和Zr的替代降低。在具有有序阳离子排列的Hf $_{0.5}$ Zr $_{0.5}$ O $_2$中，Zr的取代使oIV相不稳定，并成为四元到oIII相变的中间态。使用这些能源景观，我们解释的结构转换和磁滞回线计算电场周期与各种选择的字段方向。这些结果解释实验观测，如唤醒和分裂的影响，也进行了讨论。这些结果和分析加深了我们对HfO $_2$基薄膜铁电性和场循环行为起源的理解，并使我们能够提出改善其功能特性的策略。
2020-09-26 cond-mat.mtrl-sci
An in-plane hexagonal antiferromagnet in the Cu-Mn-As system, Cu$_{0.82}$Mn$_{1.18}$As
本文报道了在Cu-Mn-As体系中新六方相Cu $_{0.82}$ Mn $_{1.18}$ As的单晶生长和表征。该化合物含有与CuMnAs的四方晶系和斜方晶系多晶型物相同的四方锥MnAs $_5$单元。量热法、磁力计和中子衍射测量揭示了270 K下的反铁磁有序。磁结构由$ab$平面中的自旋三角形排列组成。半方晶系Cu $_{0.82}$ Mn $_{1.18}$ As显示出在5 K至300 K之间仅微弱变化的电阻率，并且比四方晶系CuMnAs高许多倍，这表明是强散射金属。第一性原理计算证实了金属能带结构在费米能级具有小的态密度。中子细化的磁基态接近计算确定的最小能量配置。这种化合物应该作为一个明确的控制时，解开电流驱动的Néel开关的金属反铁磁体的影响，因为它表现出在平面内的自旋，但磁有序不打破沿$a$和$b$方向的简并，不像四氢铜锰砷。
2019-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic order of tetragonal CuO ultra-thin films
利用低能μ子自旋旋转和X射线磁圆二色性（XMCD）研究了超薄四氢呋喃（T）-CuO薄膜的磁结构.测量的μ子自旋极化衰减表明，具有高于200 K的转变温度的反铁磁（AFM）秩序。在Cu $L_{2,3}$边缘周围获得的XMCD信号表明存在平行于样品表面的钉扎Cu $^{2+}$磁矩以及各向同性顺磁矩。钉扎的一些铜时刻是由AFM排序组成的时刻，最有可能在平面上的膜。此外，钉扎力矩显示出更大的轨道磁矩贡献与$m_{orb}/m_{spin} = 2$的近似比率，表明这些自旋位于对称性降低的站点。即使在360 K下，钉扎力矩的一些部分仍然钉扎在AFM背景上，这表明$T_N >$ 360 K。一个简单的模型可以定性地解释这些实验结果，然而，它是在理论预测相反，超薄T-CuO薄膜的磁性能不同于散装预期，是更复杂的。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent polarization of strained BiFeO3 films with constant tetragonality
我们用低能电子和光电子发射显微镜测量了BiFeO 3薄膜中铁电畴的剩余极化，其厚度可达3.6 nm。在连续介质理论预测的5-7 nm的临界厚度以下，测得的偏振强烈衰减，而四角畸变没有改变。我们解决这个明显的矛盾，使用基于第一性原理的有效哈密顿计算。在超薄膜中，接近开路电边界条件的能量学，即未屏蔽的去极化场，驱动系统通过从单一面外极化到纳米级条带域的相变，从而产生如通过电子显微镜测量的接近于零的平均剩余极化，同时保持由非-每个单独域的零极化状态。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the energy surface of PbTiO3 in multidimensional electric-displacement space
近年来，已经开发了允许在固定电场条件下进行第一原理电子结构计算的方法。但在某些情况下，在固定的电位移场中工作更为方便。固定位移场方法的初始实现仅限于沿一个空间维度约束场。在这里，我们推广这种方法来处理完整的三维位移场作为一个约束，并计算作为这个多维位移场向量的函数的内能景观。以PbTiO3为原型系统，当位移场分别沿[001]、[110]和[111]方向演化时，我们识别出稳定或亚稳定的四方体、正交体和菱方体结构。发现沿着[001]的能量最小值比沿着[110]或[111]的能量最小值更深，正如对于具有四重态基态的系统所预期的那样。连接这些极小值的障碍被发现是相当小的，与目前的理解，即大的压电效应在PbTiO 3产生的极化矢量的容易旋转一致。
2011-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Tetragonal CH3NH3PbI3 Is Ferroelectric
卤化物钙钛矿（HaP）半导体通过显示用特别是四氢甲基铵三碘化铅（MAPbI 3）制成的太阳能电池的显著性能而彻底改变光伏（PV）太阳能转换。特别地，这些电池的低电压损耗意味着光生载流子的显著低的复合率。有人建议，低复合可能是由于空间分离的电子和空穴，一种可能性，如果MAPbI 3是一个半导体铁电体，然而，这需要明确的实验证据。作为第一步，我们表明，在operando，MAPbI 3（不像MAPbBr 3）是热释电的，这意味着它可以是铁电的。下一步，证明它是（不是）铁电体，是具有挑战性的，因为材料的相对较高的电导率（一个适合光伏转换的光学带隙的结果！）以及在高施加偏压下的低稳定性。这排除了铁电电滞回线的正常测量，以证明铁电性是可切换极化的标志。通过采用一种适合于漏电材料的方法，如MAPbI 3，我们在这里展示了在低温下（仍然在室温稳定相的四方相内）来自良好表征的单晶的铁电滞后。使用化学蚀刻，我们还成像极性域，铁电性的结构指纹，周期性地沿着晶体的极轴堆叠，正如理论预测的那样，与整体晶体尺寸成比例。我们还成功地探测到了清晰的二次谐波产生，这是材料非中心对称性的直接证据。我们注意到，材料的铁电性质，可以，但不明显需要在PV电池中是重要的，在室温附近工作。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale periodic domain patterns in tetragonal ferroelectrics: A phase-field study
铁电体形成畴图案，使它们的能量最小化，受到强加的边界条件。在一个线性的，约束的理论，忽略畴壁能量，周期性的域图案的形式，多阶层压板可以被识别为最小能量状态。然而，当这些层压体（形成在宏观晶体中）包括尺寸为几纳米的畴时，畴壁能量变得显著，并且层压体图案在该尺度下的行为是未知的。在这里，相场模型，占梯度能和应变能的贡献，是用来探索的稳定性和演变的纳米级多秩层压板。计算了层合板中的应力、电场和畴壁能。并讨论了尺度效应。在没有外部载荷的情况下，条纹域模式被发现是较低的能量状态比更复杂的，多阶层压板，其中大多数崩溃成简单的模式。然而，复杂的层合板可以通过施加外部载荷，如电场，平均应变和极化稳定。这项研究提供了深入了解的域模式，可能会形成一个宏观的单晶，但包括纳米级的周期性图案，以及对这些图案的外部负载的影响。
2018-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the crystalline electric field and magnetic anisotropy along the CeCuBi$_{2-x}$Sb$_{x}$ series
我们用X射线粉末衍射、磁化强度、电阻率、热容和非弹性中子散射（INS）研究了金属间化合物CeCuBi $_{2-x}$ Sb $_{x}$的物理性质。这些化合物均为四方晶系，空间群为$P4/nmm$，反铁磁转变温度为3.6 ~ 16 K。值得注意的是，易磁化轴沿系列变化，这是密切相关的四晶电场（CEF）参数的变化。这种演变进行了分析，使用平均场模型，其中包括各向异性的最近邻相互作用和tetraphericCEF哈密顿量。CEF参数通过将磁化率数据与由INS测量给出的约束进行拟合来获得。最后，我们讨论了如何CEF的演变可以影响近藤物理和在这个家庭的超导状态的搜索。
2020-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic Double Perovskite Semiconductors with Tunable Properties
我们成功地掺杂磁性沉默的双钙钛矿半导体Sr 2GaSbO 6诱导铁磁性和调整其带隙，与Ga 3+部分取代的磁性三价阳离子Mn 3+，在一个刚性的阳离子序与Sb 5+。我们的新的铁磁半导体Sr 2Ga 1-xMnxSbO 6双钙钛矿，它在四重对称性（空间群I4/m）结晶，并具有可调的铁磁有序温度和带隙，表明双钙钛矿的磁性离子掺杂是一个生产性的途径，获得材料的应用在下一代氧化物为基础的自旋电子器件。
2021-09-21 cond-mat.mtrl-sci
The study of nearest- and next-nearest-neighbour magnetic interactions in seven tetragonal compounds V(IV) containing linear chains and square lattices
用一种新的晶体化学方法计算了四元化合物Zn_2（VO）（PO_4）_2（I），（VO）（H_2 PO_4）_2（II），（VO）SiP_2 O_8（III），（VO）SO_4（IV），（VO）MoO_4（V），Li 2（VO）SiO 4（VI）和Li 2（VO）GeO 4（VII）具有相似的V4+离子亚晶格。这些化合物各自的磁相互作用特性之间的差异的原因被建立。结果表明，这些化合物的特征是，即使不改变晶体的对称性，磁相互作用的强度和磁矩的有序类型对XO_4（X = P，Mo，Si或Ge）基团的微小位移也有很强的依赖性。除了广泛研究的正方形晶格外，还发现了V4+的其他特定几何构型。这些配置可以导致磁相互作用的挫折，即沿着c轴的线性链与竞争的最近邻和次最近邻相互作用;矩形（在I中）和三角形（在II-VII中）晶格与非等效的最近邻相互作用，这也可以被认为是n腿梯子; ab平面中的一个额外的正方形晶格具有更长的相互作用范围。得出的结论是，这些化合物中几乎所有的磁相互作用都受到抑制。
2006-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanosecond Phase Transition Dynamics in Compressively Strained Epitaxial BiFeO3
在纳秒级电场脉冲作用下，高应变BiFeO 3（BFO）薄膜在不同结构和性质的相之间发生了相变。时间分辨同步辐射X射线显微衍射表明，相之间的稳态变换是伴随着一个动态的组成部分，这是逆转后，删除的字段。稳态测量结果表明，大约20%的体积上生长的BFO薄膜的LaAlO 3衬底上可以可重复地转换之间的菱形和四边形状相的电场脉冲幅度高达2 MV/cm。在电场脉冲结束后，转换被反转的瞬态分量可以转换BFO层的类似部分，并且在受薄膜电容器的充电时间常数限制的时间尺度上快速发生。类四方相的压电膨胀导致高达0.1%的应变，该相的压电系数的下限为10 pm/V。密度泛函理论计算提供了对相变机制的深入了解，表明赋予这种量级的瞬时应变有利于从菱形相到四方相的转变。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of Fe-Co-C alloys with tetragonal deformation: a first-principle study
该研究通过第一性原理全构型空间分析，系统研究了间隙C掺杂Fe-Co合金的结构与磁性能，揭示了四方相稳定范围、约50% Co浓度处MAE最大值以及MAE与混合焓的正相关性。
2025-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Layer-Locked Anomalous Valley Hall Effect in Two-Dimensional A-Type Tetragonal Antiferromagnetic Insulator
本文提出在A型AFM绝缘体中通过应变和电场调制实现反常谷霍尔效应，预测$\mathrm{Fe_2BrMgP}$单层为VQSHI原型，实现AVHE与QSHE协同，为二维四方AFM单层中实现多种霍尔效应提供新途径。
2023-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and transport properties of tetragonal- or cubic-Heusler-type Co-substituted Mn-Ga epitaxial thin films
研究了外延生长的Mn-Co-Ga薄膜的结构、磁性和输运性质与组分的关系。随着Co含量的增加，晶体结构从四方晶系变为立方晶系。在饱和磁化强度对Co含量的依赖性方面，对于Mn $_{2.3}$ Co $_{0.4}$ Ga $_{1.3}$膜，在9.2 Merg/cm $^3$的大{ \it K} $_\textrm u$值处获得相对小的值。Mn-Co-Ga薄膜的电阻率比纯Mn-Ga薄膜的电阻率大。对于Mn $_{2.2}$ Co $_{0.6}$ Ga $_{1.2}$膜，电阻率的最大值为490 $μΩ$ cm。Mn-Co-Ga的高电阻率可能是由于Co替代引起的化学无序在膜中存在局域电子态。
2012-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetodielectric coupling in Mn3O4
利用热力学、磁学和介电测量研究了四元尖晶石Mn $_3$ O $_4$中与自旋有序转变相关的介电异常。我们发现，Mn $_3$ O $_4$中的三个磁有序转变中的两个导致了零外加磁场下随温度变化的介电常数的降低.施加磁场的多晶样品离开这两个介电异常几乎不变，但导致介电常数的增加，在中间自旋有序过渡。我们讨论了这种磁介电行为的自旋-声子耦合的可能起源。能带结构的计算表明，在其亚铁磁态，Mn $_3$ O $_4$对应于一个半导体没有轨道简并由于强Jahn-Teller失真。
2007-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic ordering in the $J_{\rm eff}$ = 0 Nickelate NiRh$_2$O$_4$ prepared via a solid-state metathesis
本研究通过低温固态复分解反应合成了 NiRh$_2$O$_4$，发现其具有 45 K 的 Néel 转变温度，并基于 $J_{\ m eff}$ = 0 激子凝聚机制解释了该材料中涌现的磁有序现象。
2023-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature polarization in the ferrimagnetic Ga2-xFexO3 ceramics
研究了Fe-Ga比对Ga_（2-x）Fe_xO_3多铁性化合物磁、电性质的影响，确定了磁、电有序共存的组成范围及其临界温度。的磁电相图，示出的Neel磁有序温度和电有序温度的演变，与铁含量已被建立为0.9和1.4之间的x值。铁磁Neel温度随铁含量的增加而增加，而电有序温度则表现出相反的趋势。对于x值为1.1的组合物，发现电极化的强度远高于室温，这显示了观察到的最高电有序温度约为100 ℃。58万x值为1.3和1.4的化合物是室温下两种性质共存的铁磁-电弛豫体。
2016-07-14 cond-mat.mtrl-sci
The electrocaloric effect in BaTiO$_3$ at all three ferroelectric transitions: anisotropy and inverse caloric effects
采用基于第一性原理的有效哈密顿量的分子动力学模拟，结合对BaTiO $_3$（BTO）单晶体绝热EC温度变化的直接测量，研究了体相BaTiO中的电热效应.我们研究特别是在所有三个铁电过渡的EC效应的方向上施加的电场的依赖关系，我们表明，EC响应是强烈的各向异性。最引人注目的是，逆热量效应，即，对于所施加的场的某些取向，在铁电-铁电转变处都可以观察到场去除下的温度增加。使用广义Clausius-Clapeyron方程，我们表明，相反的效果正好发生在那些情况下，场的取向有利于较高的温度/较高的熵相。我们的模拟结果表明，约1 K的温度变化，可以在原则上得到在四方正交转变接近室温，即使是小的外加电场，只要所施加的电场是足够强的驱动系统的第一阶过渡线。我们的直接EC测量BTO单晶在的四方-斜方晶的转变是在很好的定性与我们的理论预测一致，特别是证实了逆EC效应的发生在四方-斜方晶转变的电场沿[001]伪立方方向施加。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Electromechanical behavior of BaTiO3 from first principles
利用第一性原理参数化的有效哈密顿量，进行了蒙特卡罗模拟，以研究BaTiO 3在铁电四方相的压电响应随温度的变化。电场对相行为的影响也说明了由菱面体域到四面体域的转变在强电场下的模拟。
1997-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Scale effects and the formation of polarization vortices in tetragonal ferroelectrics
由$90^\circ$象限畴组成的涡旋在铁电体中很少被观察到。虽然实验表明极化通量封闭条纹域，但目前还不清楚为什么不常见的纯单涡。在这里，我们的模型和探索的能量与涡旋和条纹域的极化模式，形成的方形截面的钛酸钡纳米线。使用相场模拟，我们计算的相关能量的极化模式作为纳米线宽度的函数。此外，我们证明了平衡极化模式的表面能和电边界条件的影响。对于开路和短路边界条件，绘制了表面能和纳米线宽度的每个组合的最小能量平衡极化图案。结果表明，一个狭窄的范围内的条件下，单涡是积极有利的：纳米线宽度小于约30纳米，开路边界条件，和表面能小于4 N/m。短路边界条件倾向于有利于单畴的形成，而大于4 N/m的表面能可导致复杂畴图案的形成或铁电性的损失。在最近的实验研究中，极化涡旋在能量上有利的长度尺度小于纳米颗粒的典型尺寸。目前的工作提供了深入了解缩放，表面能和电的极化图案的形成上的边界条件的影响。
2017-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced monoclinic phase in (Ba,Sr)TiO$_3$ thin film
研究了在（001）MgO衬底上生长的四元取向异质外延（$_{0.8}$ $_{0.2}$）$_3$薄膜的电场诱导对称性降低。记录了沉积在薄膜表面上的两个平面电极之间的薄膜区域的偏振显微拉曼光谱。偏振拉曼研究证实存在\textit{c} -域的极化垂直于衬底下，而分裂和硬化的\textit{E}（TO）的软模式和偏振变化的拉曼光谱表明单斜对称下的外部电场。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Modulations in martensitic Heusler alloys originate from nanotwin ordering
显示出磁性和马氏体转变的Heusler合金能够实现基于磁性形状记忆效应的磁热制冷和致动等应用。它们出色的功能特性取决于低磁滞损耗和低驱动场。只有当原子位置通过周期性位移而偏离四方晶格时，才能实现这些。所谓的调制结构的起源是一个很有争议的话题：它们要么是由声子软化或自适应纳米孪晶来解释的。在这里，我们使用大规模的密度泛函理论计算的Ni 2 MnGa原型系统，以证明孪晶界之间的相互作用能。在实验中观察到的原子尺度上的有序调制导致的相互作用能最小化，它解释了a/b孪晶界是堆垛层错在介观尺度上，并大大有助于宏观滞后损失。此外，我们发现声子软化铺平了向纳米孪晶马氏体状态的转变路径。这统一了两个对立的概念来解释调制马氏体。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Controlled Magnetization and Charge-Ordering in Pr0.6Ca0.4MnO3
在本文中，我们提出的电场控制的电荷有序和变磁转变的观察过程中的磁化强度测量在Pr0.6Ca0.4MnO3（PCMO）的单晶。我们已经证明，通过施加小至2.5 V的电压，可以在PCMO单晶中实现电荷有序的完全熔化，否则需要超过11 T的磁场。磁化强度随外加电压的最大变化发生在电荷有序转变温度（TCO = 235 K）。尽管电场似乎并不影响磁有序，我们看到了一个明确的证据，在低温下发生的变磁转变在较高的领域与应用电场。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism in EuCu2As2 and EuCu1.82Sb2 Single Crystals
分别从CuAs和CuSb自熔剂中生长出EuCu_2As_2和EuCu_2Sb_2单晶。通过室温X射线衍射（XRD）、磁化率χ随温度T的变化、等温磁化强度M随磁场H的变化、比热Cp（T）和电阻率ρ（T）的测量，研究了单晶的晶体学、磁学、热学和电子输运性质。EuCu_2As_2晶体结构为体心四面体ThCr_2Si_2型结构（空间群I_4/mmm），而EuCu_2Sb_2晶体结构为相关的原始四面体CaBe_2Ge_2型结构（空间群P_4/nmm）。EuCu 2Sb 2晶体的能量色散X射线光谱和XRD数据显示在Cu位点上存在空位，产生实际组成EuCu1.82Sb2。ρ（T）和Cp（T）数据揭示了EuCu 2As 2和EuCu1.82Sb2的金属特征。EuCu 2As 2（T_N = 17.5 K）和EuCu1.82Sb2（T_N = 5.1 K）的χ（T）、Cp（T）和ρ（T）数据表明了反铁磁（AFM）有序。在EuCu1.82Sb2中，有序态的χ（T）和M（H）数据表明Eu+2自旋S=7/2的共线A型AFM有序或平面非共线AFM结构，在任何一种情况下，有序矩都取向于四面体平面。A型AFM的这种有序矩取向与磁偶极相互作用的计算是一致的。EuCu 2As 2的各向异性χ（T）和等温M（H）数据与分子场论对共线AFM有序的预测严重偏离，AFM结构似乎既不共线又不共面.
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Europium $c$-axis ferromagnetism in Eu(Co$_{1-x}$Ni$_{x}$)$_{2-y}$As$_{2}$: A single-crystal neutron diffraction study
本研究通过单晶中子衍射探究Eu(Co₁₋ₓNiₓ)₂₋ᵧAs₂体系的磁有序随空穴掺杂的变化，发现中间掺杂区高温相存在Eu自旋的c轴铁磁有序，修正了此前的认知，并提出了相应的磁耦合机制。
2024-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppression of long range magnetic ordering and electrical conduction in Y$_{1.7}$Bi$_{0.3}$Ir$_2$O$_7$ thin film
发现脉冲激光沉积法制备的YPDMATHABMM Bi $_{0.3}$ Ir $_2$ O $_7$ /YSZ（100）薄膜中没有长程磁有序，导电受到抑制。在T ~* ~ 168 K以下，磁化率的倒数X ~（-1）（T）从传统的Curie-Weiss行为急剧下降，表明存在非均匀的铁磁类Griffiths相。的运输和磁性解释的基础上共存的混合氧化态的Ir，（即Ir 4+和Ir 3+）导致非磁性缺陷和减少t2 g态密度在费米能级。
2019-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Water-mediated ordering of nanoparticles in electric field
界面极性分子对外加电场具有强烈的各向异性响应，有利于偶极取向平行于界面。在水中，特别是，这种效果结合了一般的取向偏好引起的空间不对称性的水氢键下限定的几何形状，这可能会引起一个Janus接口。这两种效果表现在相当大的依赖性的水极化的两个领域的方向相对于接口，和极性（符号）的字段。使用分子模拟，我们证明了强场诱导的取向力作用于非极性表面，通过水调解。在与DNA聚离子周围的电场相当的场强下，我们预测作用于相邻纳米颗粒的扭矩足以克服热波动。这些扭矩可以使表面小至1 nm 2的颗粒对齐。该机制可以支持悬浮纳米粒子的电控排序作为调整其性能的手段，并可以在电纳米机械设备中找到应用。
2008-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Light-induced nonlinear Edelstein effect under ferroaxial ordering
Research Institute for Interdisciplinary Science, Okayama University（冈山大学交叉科学研究所）；Graduate School of Science, Hokkaido University（北海道大学理学研究科）
研究光诱导非线性埃德利斯坦效应作为铁轴有序探测手段，揭示电环极化子与自旋轨道耦合的耦合机制及自旋磁化方向的倾斜特性。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Pressure-Modulated Structural and Magnetic Phase Transitions in Two-Dimensional FeTe: Tetragonal and Hexagonal Polymorphs
本文通过对比四方和六方FeTe在高压下的结构演化与输运特性，揭示了二维FeTe中压力调制的磁相变行为，并绘制了详细的P-T相图。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of an ambient pressure, collapsed tetragonal phase in CaFe2As2 and tuning of the orthorhombic / antiferromagnetic transition temperature by over 70 K by control of nano-precipitates
我们已经发现了一个非常大的响应的过渡温度的CaFe_2As_2单晶生长出过量的FeAs退火/淬火温度。而在400 ℃退火的晶体在170 K附近表现出从高温四方晶系到低温斜方晶系和反铁磁态的一级相变，从960 ℃淬火的晶体在100 K以下表现出从高温四方晶系到低温非磁性塌缩四方晶系的相变。通过使用随温度变化的电阻率、磁化率、X射线衍射，通过穆斯堡尔谱和核磁共振测量，我们已经能够证明，通过改变退火温度，淬火温度为400至850 ℃，对于大于100 K的转变温度，低温状态保持反铁磁性，在低于90 K的转变温度下变为塌缩的四磁性/非磁性。这种抑制的正交/反铁磁相变和其最终取代崩溃的四相/非磁性相是类似于已经观察到的CaFe 2 As 2在静水压力下。透射电子显微镜的研究表明，有一个温度依赖性，宽度的形成CaFe 2As 2与过量的Fe和作为可溶于在较低的退火温度下的单晶中的减少量。对于从960 ℃淬火的样品，存在细的（10 nm量级）半均匀分布的沉淀物，其可以与平均应变场相关联，而对于在400 ℃退火的样品，过量的Fe和As形成介观晶粒，其在整个CaFe 2As 2晶格中引起很少的应变。
2011-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Emergent helical texture of electric dipoles
大块材料中磁偶极子的长程有序性产生了广泛的磁结构，从简单的共线铁磁体和反铁磁体，到通过竞争交换相互作用稳定的复杂磁螺旋织构。相比之下，在介电晶体中的偶极顺序的上下文中，通常只考虑电偶极子的平行（铁电）和反平行（反铁电）共线排列。在这里，我们报告的电偶极子的光空穴掺杂的四重钙钛矿BiMn7O12的无公度螺旋秩序的观察。与磁性类似，电偶极螺旋织构也通过竞争不稳定性而稳定。具体而言，轨道排序和孤电子对立体化学活性竞争，引起从非手性立方结构到无公度电偶极子和轨道螺旋的相变，经由中间密度波。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orientational Ordering of Nonplanar Phthalocyanines on Cu(111): Strength and Orientation of the Electric Dipole Moment
为了研究分子偶极的取向有序性和相关的电子性质，我们用X射线驻波技术、光电子能谱学和量子化学计算研究了氯镓酞菁分子（GaClPc，Pc=C_32N_8H_16）在Cu（111）表面的吸附.我们发现，对于Cu（111）上的亚单层覆盖，大多数GaClPc分子通过与衬底形成共价键而以“Cl-向下”构型吸附。对于双层覆盖的XSW数据表明共存的“Cl-下”和“Cl-上”配置的基板上。为这两种情况和吸附物系统的补充计算建立的结构细节使我们能够分析所观察到的功函数的变化。
2011-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Helical Antiferromagnetic Ordering in EuNi{1.95}As2
EuNi 2As 2中的Eu{+2}自旋为-7/2，具有体心四方ThCr 2Si 2结构，在尼尔温度TN =15 K以下反铁磁有序排列为螺旋反铁磁（AFM）结构，螺旋轴沿四方c轴排列，Eu有序矩在ab平面内铁磁排列，如之前从中子衍射测量中报道的那样[T. Jin等人，物理修订版B 99，014425（2019）]。在这里，我们研究的晶体学，磁，热，和电子输运特性的Bi磁通量生长的单晶体使用单晶体的X射线衍射，各向异性磁化率chi，等温磁化强度M，热容Cp，和电阻率ρ测量与施加的磁场H和温度T。空位被发现在对应于组成EuNi{1.95} As 2的Ni位点上。用分子场论（MFT）对TN以下的chi{ab}（T）数据进行了较好的拟合，并从拟合参数中提取了螺旋转角kd和Eu-Eu海森堡交换常数。kd值与中子衍射结果符合得很好。磁场对TN以下零场热容的贡献也由MFT拟合。等温面内磁化Mab表现出两个变磁转变与H，而Mc（T = 2 K）是接近线性的H =14 T，这两个行为是一致的MFT。的Mc（H，T），rho（Hc，T），和Cp（Hc，T）的数据产生的Hc-T相图分离的AFM和顺磁相与MFT的良好协议。对ThCr_2Si_2型螺旋反铁磁体EuRh_2As_2的各向异性chi（T）文献数据也进行了MFT拟合。的ThCr 2Si 2型EuM 2 Pn 2化合物与M = Fe，Co，Ni，C…
2019-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of induced quadrupolar order in tetragonal YbRu_{2}Ge_{2}
四元化合物YbRu $_{2}$ Ge $_{2}$在零磁场下，在$T_0$ =10.2K处发生非磁性转变，在$T_1$ =6.5K处发生磁性转变.我们提出了一种基于准四重态Yb $^{3+}$晶体电场（CEF）的材料模型，并讨论了它的平均场解。考虑到磁场垂直于[001]时$T_0$处比热跃变的加宽和磁场平行于[001]时$T_0$处比热跃变的减小，结果表明O型$_{2}^{2}$或O型$_{\rm xy}$的铁四极阶是非磁跃迁的主要候选者.考虑到这些四极矩的矩阵元，我们证明了该能级方案的低CEF态由一个$Γ_{6}$和一个$Γ_{7}$双重态组成。这导致诱导型O $_{2}^{2}$和O $_{\rm xy}$四极序参数。四极序引入平面磁矩的交换各向异性。这导致在低场垂直[001]下的自旋翻转跃迁，这解释了观察到的变磁性。我们也得到了一个很好的解释的磁化率和比热的温度依赖性的领域都平行和垂直于[001]方向。
2008-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range anisotropic Heisenberg ferromagnets and electrically tunable ordering
最近实现的内禀磁秩序在真正的二维材料开辟了新的途径，在基础知识和自旋电子学的应用。在这里，我们发展了一个各向异性海森堡模型与相对论交换相互作用，从第一性原理计算。我们证明了至关重要的磁相互作用超出了第一邻居定性和定量再现实验结果。一旦我们确定了三卤化铬和CrGeTe $_3$的模型的预测能力，我们研究了在这些材料中通过电学手段调节磁有序的可行性。预测单层CrI $_3$中的铁磁居里温度在实验可获得的空穴密度内显著增加5倍。掺杂依赖的居里温度背后的难以捉摸的微观机制进行了说明。此外，在本上下文中，双轴应变和化学掺杂的影响也得到解决。这些结果应该引起进一步的实验关注，以检验目前的结论。
2021-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
