Erratum: Landau Analysis of the Symmetry of the Magnetic Structure and Magnetoelectric Interaction in Multiferroics [Phys. Rev. B 76, 05447 (2007)]
本文修正了TbMn_2O_5稀土亚晶格自旋波函数中的一个错误。
2007-12-28 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
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
Direct transition from a disordered to a multiferroic phase on a triangular lattice
竞争相互作用和几何挫折提供了有利的条件,奇异的物质状态。这种竞争通常会导致作为温度函数的多个相变,并可能导致破坏反转对称性的磁性结构,从而诱导铁电性[1-4]。虽然这种现象是理解唯象[3-4],这是非常感兴趣的有一个概念上更简单的系统,其中铁电性出现符合一个单一的磁性相变。在这里,我们报告的第一个这样的直接过渡从顺磁和顺电相的三角晶格反铁磁体RbFe(MoO 4)2(RFMO)的无公度多铁性。当磁序的对称性发生变化时,磁场使电极化的强度减小,而铁电性仅在磁结构具有手征性并破坏反转对称性时才能观察到。RFMO中的多铁性行为提供了一个理论上易于处理的例子,说明竞争自旋相互作用产生的铁电性。朗道展开的自由能中允许的项表明,手征磁序的三角晶格反铁磁体产生的赝电场,其温度依赖性与实验观察到的一致。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determination of the Local Symmetry and the Multiferroic-ferromagnetic Crossover in Ni3-xCoxV2O8 by using Raman Scattering Spectroscopy
利用拉曼散射光谱对同质结构Ni_(3-x)Co_xV_2 O_8(NCVO,x = 0 - 3.0)的多铁性-正铁性交叉进行了全面的振动研究。系统的红移声子模的讨论中的模式Grüneisen参数,并解释为一种化学压力效应。此外,我们提出的证据表明,局部对称性被打破的多铁性相。
2013-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal thermal transport in a multiferroic helimagnet
空间反演对称性(SIS)的破缺导致了凝聚态中的独特现象。除了经典的例子,如自然的旋光性和压电性,自旋轨道相互作用进一步丰富了SIS打破的效果,如Rashba效应。特别是,通过将这种对称性与磁场或另一种类型的时间反演对称性(TRS)破缺相结合,可以使非中心对称材料表现出非互易响应,这是对于双稳态和双稳态刺激不同的响应。例如,电阻率变得依赖于方向,也就是说,整流出现在磁场中的非中心对称材料。然而,SIS断裂对热传递的影响仍有待阐明。在这里,我们显示在多铁性helimagnet TbMnO 3的非互易热输运。纵向热导率取决于热流与电极化的强度和磁化的矢量积是平行还是反平行。这种现象是热整流,在均匀晶体中可以用外场控制。这一发现可能为具有可控性和可扩展性的热二极管铺平道路。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Contrasting magnetoelectric behavior in multiferroic hexaferrites as understood by crystal symmetry analyses
比较研究了两种典型的六角铁氧体Y型Ba0.5Sr1.5Zn2(Fe0.92Al0.08)12 O22和Z型Ba0.52Sr2.48Co2Fe24O41在旋转磁场H作用下的磁电(ME)特性。当外部H顺时针旋转2 π时,平面内P矢量在Y型六角铁氧体中顺时针旋转2 π,在Z型六角铁氧体中逆时针旋转4 π。分析表明,Z型六角铁氧体中P矢量的快速反向旋转与垂直于c轴的镜像平面的存在有关。此外,这种特殊的晶体对称性也导致自旋驱动铁电性的对比微观起源;只有逆DM相互作用对Y型六角铁氧体负责,而额外的p-d杂化在Z型六角铁氧体中变得更加重要。这项工作表明了晶体对称性在确定六角铁氧体中ME性质中的重要性,并为理解和应用具有六角晶体结构的各种铁氧体中的巨ME耦合提供了基本框架。
2017-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inhomogeneous Magnetoelectric Effect on Defect in Multiferroic Material: Symmetry Prediction
研究了多铁性材料晶格缺陷处磁化强度分布不均匀性(0度畴壁)的非均匀磁电效应。使用基于磁对称性的预测其体积中的电极化分布。结果发现,具有任何对称性的磁化分布不均匀性产生电极化。在微磁结构手性的范围内对结果进行了系统化。结果表明,所有具有非时不变手征的0度畴壁具有相同类型的磁化强度和极化强度的空间分布。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
The Magnetoelastic Distortion of Multiferroic BiFeO$_3$ in the Canted Antiferromagnetic State
利用太赫兹光谱,我们表明,自旋波频谱的多铁性BiFeO $_3$在其高场倾斜反铁磁态是很好地描述了违反菱面体对称性的自旋模型。我们证明了倾斜反铁磁态的单斜畸变是由晶格和两个几乎反平行的自旋之间的单离子磁弹性耦合引起的。修正的自旋模型BiFeO $_3$包含两个新的单离子各向异性项,违反菱面体对称性,并依赖于磁场的方向。
2020-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-order multi-k phase transitions and magnetoelectric effects in multiferroic Co3TeO6
本文对Co_3TeO_6的磁相序列进行了理论描述。由对应于不同波矢的耦合序参量引起的向公度多铁性基态的转变的强一阶特征与大的磁弹性效应有关,该磁弹性效应具有对原子间间距极其敏感的交换能。多铁性相的单斜磁对称性C2'允许自发极化和磁化以及线性磁电效应。弱铁磁畴的存在是由二次谐波产生测量实验验证。
2012-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of linear magnetoelectric effect in a Dirac magnon antiferromagnet Cu$_3$TeO$_6$
本研究在狄拉克磁振子反铁磁体Cu$_3$TeO$_6$中观测到线性磁电效应,通过实验测得相关参数,结合理论分析证实效应合理性,并预测该材料存在场诱导的拓扑磁振子色散转变。
2023-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Symmetry-based phenomenological model for magnon transport in a multiferroic
针对多铁性体BFO中磁振子自旋流起源不明的问题,提出基于对称性的唯象模型,阐明了对称性允许且可切换的磁振子输运机制,为理解复杂磁结构中的磁振子输运建立了关键框架。
2024-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry changes at the ferroelectric transition in the multiferroic YMnO3
我们已经确定,为第一次,在铁电过渡TFE附近的铁电体YMnO 3的1023 K的对称性的变化。这种转变发生在300 K以下的过渡到中心对称状态在TIP。单晶同步辐射衍射结合群论分析表明,TIP和TFE之间的顺电中间相具有P63/mcm对称性。这证明了YMnO_3是一个合适的铁电体,而不是一个不合适的铁电体,正如前面的群论分配所建议的那样。铁电性的起源是由MnO 5多面体沿(100)、(110)和(010)方向的相关倾斜引起的
2005-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry analysis of magnetoelectric effects in perovskite-based multiferroics
在这篇文章中,我们进行了对称性分析的钙钛矿基多铁性:铋铁酸盐(BiFeO 3),正铬酸盐(RCrO 3),和Ruddlesden-Popper钙钛矿(Ca 3 Mn 2 O 7-like),作为三角形,菱形和四角晶系的多铁性的典型代表,并探讨晶体畸变对磁电性能的影响。我们确定的主要序参量为每个所考虑的结构,并获得其不变的组合符合特定的对称性。这种方法使我们能够分析在BixR 1-xFeO 3化合物的结构相变期间观察到的磁电效应的特征,并表明稀土亚晶格对新结构的对称性所允许的线性磁电效应产生了影响。它示出的磁电性能的正铬铁矿是由于附近的Cr 3+离子由于与旋转和变形的CrO 6八面体的扭曲所产生的磁和电偶极矩之间的耦合。对于第一次,这样的对称性的考虑实施在Ruddlesden-Popper结构的分析,这表明了实现磁电效应的可能性,在Ruddlesden-Popper阶段包含磁活性阳离子,并允许估计其优化所需的条件。
2022-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic rust: magnetoelectric effect in göthite, $α$-FeOOH
通过对称性分析、密度泛函理论计算和蒙特卡罗模拟我们证明了针铁矿$α$ -FeOOH在低于Néel温度$T_{\rm N}=400$ K时是线性磁电体.实验观察到的磁场诱导自旋翻转相变的结果是电极化的强度的方向改变或抑制。磁电系数计算值为0.24 $μ$ C m $^{-2}$ T $^{-1}$。针铁矿在自然界中的丰度使其成为最广泛的磁电材料。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Symmetry of Multiferroics
本文给出了构造无公度铁电磁体磁电耦合朗道展开式的详细指导手册。第一步是描述磁有序的对称适应坐标,作为复值磁序参量参数,其变换性能显示。在这样做时,我们使用先前提出的技术来利用反转对称性,因为这种对称性被普遍忽视。具有已知对称性的序参量描述的磁有序,我们能够构建三线性相互作用耦合的无公度磁秩序的均匀极化,以治疗迄今为止研究的许多多铁性系统。这一理论的作用相比,微观模型进行了讨论。
2006-10-12 cond-mat.mtrl-sci
An Effective Model of Magnetoelectricity in Multiferroics $RMn_2O_5$
本文提出了一个有效的模型$RMn_2O_5$来解释多铁性材料的相图和磁电耦合机制。我们表明,在$RMn_2O_5$的磁电耦合的性质是两个伊辛型订单之间的耦合,即,铁电秩序在b轴,和两个阻挫反铁磁链之间的耦合磁秩序。受抑的磁结构驱动系统到一个无公度的相变,这可以被理解为一个共线或共面之间的竞争秩序源于“秩序无序”机制和手征对称性秩序。计算了低能激励,分析了外加磁场对低能激励的影响。预测了在无公度相的电磁振子谱的独特特征。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic collinear antiferromagnet with hidden altermagnetic split
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所新兴物质科学中心)
研究揭示传统抗铁磁体通过非零传播向量引发非平凡对称性破坏,导致隐藏的交替磁自旋分裂,从而展现独特的多铁性性质。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Ferroelectrically Induced Weak Ferromagnetism by Design", C. Fennie, PRL 100, 167203 (2008)
在磁电多铁性材料中,铁电极化与磁性是如何耦合的,这两种类型的有序性同时存在,这一问题具有相当大的科学和实际意义。最近的一封信\cite{fennie}提出了对钙钛矿多铁性的重要的"ABO $_3$“类的分析。这封信认为,在B位上具有磁性离子的反铁磁性多铁性材料,例如研究得很好的室温多铁性铋铁氧体(A=Bi,B=Fe),不能显示出${\bf P} \cdot ({\bf L} \times {\bf M})$形式的线性磁电耦合。这里,${\bf P}$是极化,而${\bf L}$和${\bf M}$是反铁磁和铁磁矩。参考文献\onlinecite{fennie}的结论是,只有具有磁性A位的材料才具有这种耦合。本文对ABO $_3$多铁性材料中的磁电耦合进行了简要分析。我们表明,参数的参考。\onlinecite{fennie}不禁止$E_{PLM}$,如果最终的低对称性阶段只包含一个失真,像${\bf P}$,打破所有的反转对称性。实际上,在这个对称类中存在多个畸变,交叉项生成$E_{PLM}$。我们的分析给出了简单的结论,在ABO $_3$材料的磁电耦合的存在和优化。
2009-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual direction-dependent magnetic orbital moment obtained from X-ray magnetic circular dichroism in a multiferroic oxide system
多铁性过渡金属氧化物中$d$ -电子磁性的电场控制对于基础物理和下一代自旋电子器件的研究引起了广泛的兴趣。在这里,我们报告了一个广泛的研究$3d$磁性的磁电Ga $_{0.6}$ Fe $_{1.4}$ O $_3$(GFO)外延薄膜的偏振相关X射线吸收光谱。我们发现了一个非零积分的X射线磁性圆二色性,与一个符号依赖于外部磁场和晶轴之间的相对取向。通过可靠地扩大自旋和轨道总和规则的极限,这通常适用于磁性离子表现出独特晶场对称性的材料。大铁位移,在一些八面体网站,降低系统的对称性,产生各向异性路径的Fe-O键引起一个大的轨道晶格相互作用类似于一个优先的结晶方向的磁轨道矩。后者可能会导致在外部磁场下磁轨道矩的部分重新取向,结合GFO的亚铁磁性性质,可以定性地解释所观察到的XMCD积分的符号反转。结果表明,在过渡金属氧化物中的氧八面体的局部对称性的控制可以提供一个合适的杠杆在磁电系统中的有效轨道和自旋矩的操纵。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-dictated switching of antiferromagnetic magnon transport in 2D multiferroics
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University(山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室)
研究通过多铁性与磁子几何相位耦合,实现反铁磁磁子传输的非易失切换,揭示了磁子 Berry 曲率调控机制。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Order Parameters and Phase Diagrams of Multiferroics
讨论了多铁性材料的对称性、序参量和磁电相图。在简要回顾了Ni $_3$ V $_2$ O $_8$、TbMnO $_3$和RbFe(MoO $_4$)$_2$之后,我们提出了RMn $_2$ O $_5$(R=Y、Ho、Dy、Er、Tb、Tm)的详细分析。
2008-04-18 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
Effect of Inversion Symmetry on Incommensurate Order in Multiferroic RMn2O5, R=rare earth
从波矢群的不可约表示出发,我们构造了与反演对称性一致的自旋波函数,这在通常的表示分析中被忽略了。我们得到了波矢的星的不同成员的基函数之间的关系。我们引入了序参量,并确定了它们在顺磁晶体空间群作用下的变换性质。应用所得结果构造了磁电相互作用中磁序参量的二次项和四次项。高阶磁电相互作用原则上可以诱导自发极化分量,这是最低阶磁电相互作用所不允许的。我们还得到了无公度相和公度相的自旋波函数之间的关系,从而得到了这两个相的序参量之间的类似关系。
2008-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Features of incommensurate phases in multiferroics
本文给出了晶体中二维调制的无公度相的理论分析结果,定义了无公度相中磁化强度和极化矢量的空间分布,并证明了它们在无公度相周期内的平均值等于零。我们应用对称性的论点,并表明,尽管事实上,相变在系统中描述的空间群的高对称相位的超空间对称群的可约表示的不相称的相位包含所有的对称点群的高对称相位。我们分析了缺陷的分形分布对无公度相演化的影响,发现在无公度相中发生了相变,并伴随着反转损耗.
2009-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Low-Symmetry Monoclinic Phases and Polarization Rotation Path Mediated By Epitaxial Strain in Multiferroic BiFeO3 Thin Films
在无铅多铁性BiFeO_3薄膜中观察到了由外延应变驱动的准同型相界,并且应变驱动的相变是等对称的Cc-Cc相变。本文提出在(001)LaAlO_3单晶衬底上外延生长的BiFeO_3相为单斜MC。该MC相不同于在低失配衬底上生长的BiFeO 3薄膜中报道的MA型单斜相,例如SrTiO 3。这不仅证实了同步辐射X射线研究,但也通过piezoresponse力显微镜测量。类四边形相位的偏振矢量位于(100)面,而不是先前报道的(110)面。对MC相的形成进行了唯象分析。这样一个低对称性MC相,其链接到MA相和多相共存打开一个途径,在BiFeO 3薄膜的大压电响应和揭示对可能的极化旋转路径和增强的多铁性BiFeO 3薄膜介导的外延应变的完整理解。这一工作也有助于理解在其他铁电系统中发展新的无铅应变驱动准同型相界。
2010-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Analysis of Magnetoelectric Coupling Effect in All Point Groups
National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理学院);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心);Key Laboratory of Computational Physical Sciences (Ministry of Education), Institute of Computational Physical Sciences, and Department of Physics, Fudan University(复旦大学计算物理教育部重点实验室、计算物理科学研究所和物理系)
本文通过现象学Landau理论分析了所有点群中磁电耦合效应,预测了12种新型II型多铁材料,并揭示了铁磁涡旋配置可诱导拓扑铁电涡旋态。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity and magnetoelectric coupling in α-CaCr2O4
通过热释电测量证实了α-CaCr_2 O_4的无公度螺旋磁相(低于TN,43 K)的铁电性。在TN以下存在磁电和磁介电耦合,且与磁场的平方成正比。从对称性分析,我们认为,外部电场的存在不稳定的对称2221'相和稳定的21'对称性。这提供了一个独特的系统,其中偏振变化的顺序参数振幅的第四度,并表现出一个消失的小值低于一阶过渡在TN,如实验所观察到的。
2011-04-26 cond-mat.mtrl-sci
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
Tunable decoupling of coexisting magnetic orders in Co$_{1/3}$TaS$_2$
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克结构动力学研究所);California Institute of Technology(加州理工学院)
Co$_{1/3}$TaS$_2$中通过调节自旋手性与各向异性耦合实现新型多铁行为,展示混合磁序的先进功能。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reversibly Strain Engineering and Electric-Field Control of Crystal Symmetry in Multiferroic Oxides
本研究通过薄膜厚度调控残余应变,在 La 掺杂 BiFeO3 薄膜中稳定反铁电正交相,并实现电场下其与铁电菱方相之间的可逆相变。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of Magnetoelectric Multiferroic Janus Monolayers VOXY(X/Y = F, Cl, Br, or I, and X$\not=$Y) with in-plane ferroelectricity and out-of-plane piezoelectricity
本文通过打破 VOX₂ 的面外对称性设计并预测 VOXY Janus 单层,比较其结构、磁性、铁电及压电性质,发现四种材料具有显著面外压电极化。
2022-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Directional dichroism in the paramagnetic state of multiferroics: a case study of infrared light absorption in Sr2CoSi2O7 at high temperatures
在多铁性材料中共存的磁性和铁电性有序引起了一些新的磁电现象,例如光的相反传播方向的吸收差异,称为非互易定向二向色性(NDD)。通常,这些效应仅限于低温,在那里多铁性相的发展。在本文中,我们报告的观察NDD在顺磁相的Sr2CoSi2O7高达10倍以上的温度高于其Néel温度(7 K),并在字段高达30 T。无序顺磁相的磁致极化和NDD很容易解释的单离子自旋相关的杂化机制,这并不需要磁性离子之间的相关效应。的Sr2CoSi2O7提供了一个理想的系统的理论案例研究,演示了磁电自旋激发的概念,在顺磁体通过分析以及数值方法。我们应用自旋团簇的精确对角化映射出自旋激发的温度和场依赖性,以及单离子和晶格问题的对称性参数,以获得光谱和选择规则。
2018-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Microscopic origin of multiferroic order in monolayer NiI$_2$
$_2$多层膜中多铁性行为的发现为范德华单层膜中的铁电破缺提供了一种新的状态,其特征是在$T=21$ K的临界温度下同时出现螺旋磁有序和铁电有序。然而,NiI $_2$单分子层中多铁性有序的微观起源尚未建立,特别是非共线磁性和自旋轨道耦合在该化合物中的作用仍然是一个悬而未决的问题。在这里,我们揭示了二维多铁性的起源在镍$_2$使用第一性原理电子结构方法。我们表明,helmagnetic状态出现作为一个结果的远程磁交换相互作用,具有相当大的磁矩的碘原子。我们表明,占铁电秩序的电子密度重建出现从非共线磁性和自旋轨道耦合的相互作用。我们证明了铁电有序是由碘自旋-轨道耦合控制的,并导致晶格中的相关电子驱动畸变。我们的研究结果建立了单层NiI $_2$中多铁性行为的微观起源,提出了螺旋磁序和配体自旋轨道耦合共存是二维材料中多铁性行为的驱动力。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity-driven altermagnetism in two-dimensional van der Waals multiferroics
本研究通过铁电极化和层间滑动控制二维多铁材料中的交替磁性,揭示了自旋分裂状态与异常霍尔效应的关系,为下一代自旋电子和磁电技术提供了新平台。
2025-11-21 cond-mat.mtrl-sci
G-type Antiferromagnetic BiFeO$_3$ is a Multiferroic $g$-wave Altermagnet
本文证明G型反铁磁BiFeO$_3$为$g$波交变磁体,通过非常规能带方案和群论分析揭示其自旋劈裂特征,并探讨铁电切换对交变磁序的影响。
2025-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of BiMeO3 multiferroics and related oxides
利用软X射线发射谱(XES)和吸收谱(XAS)对BiMeO_3(Me = Sc,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)系列化合物的电子结构进行了系统的研究。估计了该系列中所有化合物的带隙值。对于BiFeO 3的带隙为~0.9 eV,从O Ka XES和O 1 s XAS的对准获得。BiNiO 3的O 1 s XAS光谱表明空穴的形成是由于Ni 2+价态而不是Ni 3+价态。我们发现BiMeO 3的OKa XES和O 1 sXAS分别探测部分占据和空位O2 p态,与自旋极化能带结构计算得到的O2 p态密度一致。的O Ka XES光谱显示相同程度的Bi 6s-O 2 p杂化的所有化合物的系列。我们在这里认为,立体化学活动的Bi 6s孤对必须补充反演对称性破缺,使电极化的强度。对于BiMnO_3和BiFeO_3这两种多铁性材料,前者由于高度畸变的钙钛矿结构中特殊的轨道有序引起的反铁磁有序而破坏了反转对称性,后者具有无反转对称性的菱形晶体结构。
2009-10-01 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
Multiferroic order parameters in rhombic antiferromagnets. RCrO$_3$
本文从对称性角度探讨了稀土正铬铁矿的磁电性。我们确定的主要结构序参量,并找到它们的耦合与铁电和磁有序。我们的计算表明,电偶极矩出现在附近的Cr3+离子在RCrO3的晶胞由于从其高度对称的位置在母体钙钛矿相(结构不稳定性)的氧离子的位移。发现RCrO_3的电偶极矩是以反铁电模式排列的,因此,RCrO_3本质上是反铁电材料。通过分类的序参量根据RCrO3对称群(D2H16)的不可约表示,我们确定了可能的扭曲,铁电和磁有序之间的耦合,并探讨新兴的磁电结构在这些方面。我们的分析使得有可能解释实验观察到的极化反转和随之而来的一系列的RCrO3化合物的自旋重新取向,并预测可能的情况下的相变RCrO3。
2021-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the triangular Mn-O breathing mode on the magnetic ordering in multiferroic hexagonal manganites
我们结合对称性分析、唯象模拟和第一性原理密度泛函理论来探讨六方晶系稀土锰氧化物中磁基态和详细原子结构之间的相互作用。我们发现,磁有序是敏感的呼吸模式扭曲的Mn和O离子在$ab$平面,这是描述的K \textsubscript{1}模式的高对称性结构。我们的密度泛函计算的磁相互作用表明,这种模式特别影响单离子各向异性和平面间的对称交换。通过从我们的第一原理结果中提取磁模型哈密顿量的参数,我们开发了一个相图来描述作为各向异性和交换相互作用的函数的磁结构。这反过来又使我们能够解释的依赖性的磁基态的身份的稀土离子和K \textsubscript{1}模式。
2022-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Second-order nonlinear optical and linear UV-VIS absorption properties of type-II multiferroic candidates RbFe(AO4)2 (A = Mo, Se, S)
出于对II型多铁性的研究,我们提出了一个全面的光学研究的复杂氧化物家族的II型多铁性候选人:RbFe(MoO 4)2,RbFe(SeO 4)2,和RbFe(SO 4)2。我们采用旋转各向异性二次谐波产生光谱(RA SHG),一种对点对称性敏感的技术,以解决文献指定的点/空间群的差异,并确定正确的晶体结构。在室温下,我们发现我们的RA SHG图案旋转远离晶体轴在RbFe(AO 4)2(A = Se,S),这表明缺乏镜像对称性和面内二重旋转对称性。RbFe(SeO_4)_2的倍频效率比RbFe(AO_4)_2(A = Mo,S)的倍频效率高两个数量级,说明反转对称性破缺。此外,我们目前的温度依赖性的线性光学特性附近的带边的这个家庭的材料使用紫外-可见(UV-VIS)吸收光谱。包括实验证据的带隙能量和带隙过渡类型为这个家庭。以前未报道的子带隙吸收也提出,这揭示了突出的光学跃迁,一些不寻常的中心能量温度依赖性。此外,我们发现,通过取代的A位的RbFe(AO 4)2(A = Mo,Se,S),上述跃迁是光谱可调谐的。最后,我们讨论了这些可调过渡的潜在起源和影响。
2020-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Floquet Spin-Antiferroelectricity in Collinear Antiferromagnets
Chongqing University(重庆大学)
本研究通过对称性分析和Floquet理论,在周期性驱动的共线反铁磁体中建立了与非常规磁性共存的Floquet自旋反铁电相,并预测其在单层MnPS₃中可实现,为超越平衡态约束的光控多铁性提供了非平衡路径。
2026-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the giant linear magnetoelectric effect in perovskite-like multiferroic BiFeO$_3$
本文研究了菱方多铁性BiFeO $_3$中线性磁电效应的机制。这项研究是基于对称性的方法的Ginzburg-Landau型,其中极化,反铁磁畸变,反铁磁动量矢量被视为有序参数。我们证明了BFO中的线性ME效应是由反铁磁畸变矢量在电场或磁场中的重取向引起的。的数值估计,这表明定量协议与最近的测量结果在薄膜样品,已进行。研究了外加静态电场显著增强磁电效应的可能性。所考虑的方法是有前途的解释高价值的ME效应的复合膜和异质结构与BFO。
2015-11-26 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 behavior in the new double-perovskite Lu$_2$MnCoO$_6$
我们提出了一个新的成员的多铁性氧化物,Lu $_2$ MnCoO $_6$,我们已经研究了使用X射线衍射,中子衍射,比热,磁化强度,电极化,和介电常数测量。该材料具有强烈耦合到低于35 K的净磁化的电极化,尽管反铁磁有序的$S = 3/2$ Mn $^{4+}$和Co $^{2+}$自旋在$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$配置沿c方向。我们讨论的磁顺序的凝聚$\uparrow \uparrow$和$\downarrow \downarrow$铁磁畴之间的域边界,每个域边界产生净电极化由于空间反演对称性破缺。在外加磁场中,磁畴边界滑动,控制净磁化强度、电极化和磁电耦合的大小。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Magnetism, Sliding Ferroelectricity, and Magneto-Optical Kerr Effect in Multiferroic Bilayers
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Southeast University(东南大学);University of L'Aquila(拉奎拉大学);Shanghai University(上海大学);University of Oxford(牛津大学)
本研究通过第一性原理计算和对称性分析,发现多铁性双层中层间滑动可调控电子、磁性和磁光性质,实现维度驱动的交错磁性交叉及铁电态,且自旋极化、铁谷极化和克尔角可被滑动铁电性或奈尔矢量反转,为超低功耗器件提供新途径。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From multiferroics to cosmology: Scaling behaviour and beyond in the hexagonal manganites
我们发现,在多铁性六方锰氧化物中的反常铁电相变表现出与早期宇宙理论中所提出的相同的破缺特性。我们提出了一个分析的Kibble-Zurek理论的拓扑缺陷形成的六角锰氧化物,讨论的条件确定的冷却速率范围内,Kibble-Zurek行为是预期的,并表明,最近的文献数据与我们的预测是一致的。我们第一次探索实验我们的知识的交叉出Kibble-Zurek政权,并发现一个令人惊讶的“反Kibble-Zurek”的行为。
2012-04-17 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-th
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
Magnetic Magnetoelectric and Magnetoelastic Properties of new multiferroic material NdFe3(BO3)4
在4.2-50 K温度范围内,在高达230 kOe的强脉冲磁场中,对钕铁硼硼酸盐NdFe_3(BO_3)_4沿不同晶向的磁性、磁电性和磁弹性进行了复杂的实验和理论研究。已经发现,钕铁硼酸盐以及钆铁硼酸盐是多铁性的。它具有大得多的电极化的强度(大于3 × 10^(-4)C/m^2),由磁场和巨二次磁电效应控制。稀土和铁子系统(~50 kOe)之间的交换场已确定的第一次从实验数据。基于晶体中Nd离子的磁对称性和量子特性的理论分析解释了强磁场中硼酸钕铁的磁电和磁弹性质的异常行为以及它们之间的相关性。
2006-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetic multiferroics and altermagnetoelectric effect
针对传统磁体中实现铁性自旋与电极化序结合及可控切换的挑战,本研究通过第一性原理计算发现铁电体中存在高温交变磁自旋极化,提出交变磁电效应,为高温磁电多铁性及交变磁序参量调控提供新途径。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall 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