The Effect of Ionic Spin on Multiferroic of Orthorhombic Perovskite
该研究采用溶胶-凝胶法制备ELCFO，结合Mössbauer谱、磁性测试与热磁曲线分析，揭示不同温度下离子自旋状态及其对II型多铁性钙钛矿磁电耦合的作用。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-driven stabilization of a room-temperature chiral multiferroic with coupled ferroaxial and ferroelectric order
该研究通过第一性原理预测并实验证实，在BaTiS3中施加超过1.5%的双轴拉伸应变可稳定室温手性多铁性相，该相具有耦合的铁轴与铁电序，有望实现电场控制手性相关现象。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Hyperferroelectric Metals: a Different Route to Ferromagnetic-Ferroelectric Multiferroics
近年来，二维多铁性材料因其独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。虽然铁电（FE）-铁弹和铁磁（FM）-铁弹多铁性在二维系统中已经被观察到/预测，但由于FM绝缘体非常罕见，二维铁磁-铁电（FM-FE）多铁性仍有待发现。在这里，我们首次提出了二维超铁电金属的概念，在二维系统中不再需要FM-FE多铁性的绝缘先决条件。我们通过对二维CrN和CrB 2系统进行第一性原理计算，验证了二维超铁电金属和二维金属FM-FE多铁性的概念。二维屈曲单层CrN被发现是具有FM基态的超铁电金属，即，二维FM-FE多铁性。利用全局优化方法，我们发现二维CrB 2系统具有反铁磁（AFM）/平面基态和FM/FE亚稳态，表明它可以用于实现电场对磁性的控制.我们的分析表明，自旋-声子耦合和金属-金属相互作用是两个新的机制，稳定的平面外电极化的强度在二维系统。我们的工作不仅将铁电多铁性的概念扩展到了金属体系，而且为寻找高温FM-FE多铁性材料开辟了一条新的途径。
2017-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Artificial Multiferroics and Enhanced Magnetoelectric Effect in van der Waals Heterostructures
具有铁电和铁磁耦合特性的多铁性材料由于其潜在的通过电场控制磁性的能力而对于多功能器件是重要的，反之亦然。近年来，二维铁磁和铁电材料的发现引起了人们极大的研究兴趣，并为寻找二维多铁性材料带来了希望。然而，本征二维多铁性材料，特别是那些具有强磁电耦合的材料至今仍然很少见。在本文中，使用第一性原理模拟，我们提出了人工二维多铁性通过范德华异质结构形成的铁磁双层三碘化铬（CrI3）和铁电单层Sc2CO2。除了铁磁性和铁电性的共存，我们的计算表明，通过切换的电极化的强度的Sc2CO2，我们可以调整双层CrI3的层间磁耦合之间的铁磁和反铁磁状态。我们进一步揭示了这种强磁电效应是由Sc2CO2中强内建电极化的强度引起的能带排列的急剧变化以及随后双层CrI3层间磁耦合的变化引起的。这些人工多铁性和增强的磁电效应使得范德华异质结构可以实现多功能的纳米电子学。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetoelectric coupling in a ferroelectric/ferromagnetic chain revealed by ferromagnetic resonance
理解多铁性耦合是多铁性领域的关键问题之一。从理论上讲，铁磁共振（FMR）使复合多铁性材料中磁电耦合系数的计算成为可能。这一点，我们的证据，通过详细的分析和数值计算的FMR在无应变链的钛酸钡在tetraxide相接触，铁，包括退极化场的影响。FMR吸收功率谱对界面电极化的强度方向和外加静态电场敏感。本文提出了一种利用铁磁电阻测量磁电耦合系数的方法。
2012-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Multiferroics: Ferroelasticity, Ferroelectricity, Domain Wall, and Potential Mechano-Opto-Electronic Applications
低维多铁性材料在诸如纳米级换能器、致动器、传感器、光电子器件和非易失性存储器的小型化器件应用中具有很大的前景。在这里，使用第一性原理理论，我们预测，二维（2D）单层IV族单硫族化合物，包括GeS，GeSe，SnS，和SnSe是一类2D半导体多铁性材料，具有强耦合的巨大的面内自发铁电极化和自发铁弹晶格应变，在室温及更高温度下是电稳定的，并且可以通过弹性应变工程有效地调制。它们的光学吸收光谱表现出强的面内各向异性，具有可见光谱激子带隙和相当大的激子结合能，呈现出低维半导体的独特特征。更重要的是，预测的低畴壁能量和小的迁移势垒以及耦合的多铁性有序和各向异性电子结构表明它们具有通过操纵外部电场、机械场和光场来控制内部响应的可调谐多铁性功能器件的巨大潜力，并且使得包括2D铁电存储器、2D铁弹存储器、和2D铁电弹性电非易失性光子存储器以及2D铁电激子光子存储器。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Layer thickness crossover of type-II multiferroic magnetism in NiI2
本研究通过偏振分辨二次谐波产生和拉曼光谱，探究了层状II型多铁材料NiI2的螺旋磁性层厚转变，揭示了磁有序对光学信号的贡献及层间交换作用的关键影响，为二维多铁材料光学研究提供指导。
2023-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composite quadrupole order in ferroic and multiferroic materials
本文提出考虑晶格各向异性时铁电与铁磁材料中存在复合序，该序自然解释了磁电单极、环矩和四极矩序，并可能揭示初始（多）铁性材料中的前驱现象及隐藏序。
2024-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically driven magnetic antenna based on multiferroic composites
我们提出并通过大规模数值模拟证明了一种基于复合多铁性结的电操作自旋波诱导器。特别地，我们考虑一个界面耦合的铁磁/铁电结构，如果铁电极化由外部电场极化，在铁磁体中发射可控的自旋波。几何形状和材料性能的作用进行了讨论。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Controllable two-dimensional robust multiferroic GaTeCl monolayer with giant ferroelectricity and superior multifunctions
通过第一性原理研究，我们认为GaTeCl单层膜是一种优良的二维多铁性材料，具有巨大的力学各向异性和铁弹性。计算的声子谱，分子动力学模拟，和弹性模量确认其稳定性，和我们的分裂能量分析表明，剥离一个GaTeCl单层从GaTeCl散装是可行的。计算得到的面内铁电极化强度达到578 pC/m。铁弹转动和铁电反转跃迁的每分子单位能垒分别为476.2 meV和754.1 meV，是迄今为止二维多铁性材料中最高的，这使得GaTeCl单层膜在室温下具有很强的铁弹性和铁电性.沿极化方向的单轴应力可以使间接带隙向直接带隙过渡。此外，GaTeCl单层膜具有巨大的压电性和光学二次谐波产生，特别是在可见光范围内。这些有趣的机械，电子和光学性能的GaTeCl单层显示了其巨大的潜力，多功能器件和非线性光电应用。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall
Dynamic Response in a Finite Size Composite Multiferroic Thin Film
复合多铁性材料是铁磁材料和铁电材料的异质结构，其特征是在界面处具有显著的磁电效应。先前的工作已经支持具有磁自旋的铁磁结构和具有赝自旋的铁电体，其在微观模型中充当电偶极子，与磁电相互作用耦合[J. Appl. Phys. 118，124109（2015）]。本文通过求解随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，研究了扭曲边界条件下的电场感生磁化翻转，并讨论了铁磁结构中畴壁的行为。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall
Elementary theory of Magnetoferrons: bringing magnons and ferrons together in multiferroic systems
本文分析了多铁材料集体激发的磁电行为，揭示了磁振子与铁电振子的杂化机制，提出了名为“磁铁子”的涌现实体，并为其提供了描述多铁磁态动力学的唯象框架。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall
Coupling of (ferro)electricity and magnetism through Coulomb blockade in Composite Multiferroics
复合多铁性材料是指具有铁电性、磁性和强电子关联相互作用的材料。典型的例子-磁性纳米颗粒嵌入铁电基体中。铁电和铁磁自由度的耦合是由于铁电基体对交换耦合常数的影响，通过屏蔽晶粒内和晶粒间的库仑相互作用。冷却典型的磁性材料，有序状态出现在比无序状态更低的温度下。我们表明，在复合多铁性有序磁相可能会出现在更高的温度比磁无序相。在非磁性材料中，这种行为被称为逆相变。
2015-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Axion-matter coupling in multiferroics
多铁性（MF）是具有两个或更多铁性顺序的材料，如自发铁电和铁磁极化。这样的材料可以表现出磁电效应，由此磁性和铁电极化线性耦合，使人联想到但不等同于电磁$\boldsymbol{E}\cdot \boldsymbol{B}$轴子耦合。在这里，我们指出了一种可能的机制，其中外部暗物质轴子场线性耦合到这些材料中的铁性订单没有外部施加的领域。我们发现，在轴子-电子耦合的磁响应是线性的。在接近铁磁转变的温度下，波动可以导致轴子诱导的磁响应的增强。讨论了相关候选材料，例如Lu-Sc六角铁氧体家族。
2021-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantized Topological Charges of Ferroelectric Skyrmions in Two-Dimensional Multiferroic Materials
在多铁性材料中，微观的磁织构和电织构通过磁电耦合相互关联。因此，如果铁磁（FM）skyrmion和FM skyrmionic晶体（或晶格，为了方便起见缩写为SL）可以稳定，则预期诱导拓扑电偶极织构，例如铁电（FE）偶极skyrmion和周期性FE偶极晶体。本文利用量子计算方法模拟了二维多铁性系统中铁电超晶格的拓扑结构。结果发现，一旦形成FM SL，就可以诱导出FE SL，每个FE Skyrmion是围绕FM Skyrmion形成的铁电偶极复合物，这些FE Skyrmion的拓扑电荷通常被量子化为整数、半整数和某些分数的倍数，使得FE SL与相应的FM SL精确重合;每个FE SL的拓扑电荷密度也形成周期性图案，并且正常施加的电场能够改变FM Skyrmion的尺寸，提高它们的形成温度，并且在临界温度以下破坏FM SL。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
Dynamics of localized modes in a composite multiferroic chain
在铁电/铁磁耦合系统中，即复合多铁性系统中，磁或铁电激发在整个结构中的传播是应用的关键问题。一个特别感兴趣的是局部的磁性或铁电模式（LM）的动力学在铁电-铁磁界面，特别是当LM的载波频率是在铁电的带和铁磁体的带隙。对于一个适当的选择系统的参数，我们发现，有一个阈值振幅以上的接口变得透明和带隙铁电LM穿透铁磁阵列。在该阈值以下，LM被完全反映。稍微低于该传输阈值，如果噪声水平不太低也不太高，则噪声的添加可能导致能量传输，这是类似于随机共振的效果。这些发现代表了铁电和/或铁磁LM为基础的逻辑应用的重要一步。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Orbital Multiferroicity in Pentalayer Rhombohedral Graphene
本研究在五层菱方石墨烯中发现新型轨道多铁性，观测到谷-磁四重态与蝶形磁滞，可通过电场独立或共同非易失切换铁性序，为低功耗谷电子与磁器件提供新方向。
2023-09-30 cond-mat.mes-hall
Positive-Negative Birefringence in Multiferroic Layered Metasurfaces
我们发现并确定制度的磁性和铁电可控的负折射光穿越多铁性，氧化物为基础的元结构组成的交替纳米级铁电（SrTiO $_2$）和铁磁（Y $_3$ Fe $_2$（FeO $_4$）$_3$，YIG）层。我们进行分析和数值模拟的基础上离散化，耦合方程的自洽麦克斯韦/铁电/铁磁动力学，并获得一个双二次关系的折射率。在不同的频率范围内的普通和负折射的各种情况下进行了分析和量化的简单的解析公式，并通过全面的数值模拟证实。在样品边缘注入的电磁波在数值上精确传播。我们发现，对于特定的GHz频率，具有不同偏振的波的特征在于折射率的不同符号，从而产生新颖类型的现象，如正负双折射效应，以及磁控光捕获和加速。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
