Local magnetism and magnetoelectric effect in HoMnO3 studied with muon-spin relaxation
我们提出的μ子自旋弛豫（muSR）测量六方晶系锰氧化物HoMnO 3的结果。在温度依赖的弛豫速率，λ的功能，与在76 K，38 K和34 K的磁转变。与Mn 3+矩的排序相关的最高温度转变对λ的影响最大。在低于T=50 K时施加E=10^4 Vm^-1的电场会导致λ的小幅降低，这表明在材料的有序状态下铁电畴壁和磁畴壁之间存在耦合。
2009-08-26 cond-mat.str-el
Terahertz spectroscopy of crystal-field transitions in magnetoelectric TmAl3(BO3)4
利用太赫兹光谱技术研究了TmAl 3（BO 3）4硼酸盐的动态磁性能。观察到Tm ~（3+）离子基态多重态3H_6内的晶场（CF）跃迁，它们被确定为从基态单重态A_1到下一激发双重态E的磁偶极跃迁。在低温下检测到意外的精细结构的转变。这些新的模被认为是由于Bi ~（3+）杂质对D_3对称性的局域畸变，导致了A_1 → E跃迁的分裂。两种类型的局部扭曲的网站被确定和调查。静态磁化率的主要贡献被证明是由所观察到的磁性转变的矩阵元素。我们表明，即使在局部扭曲的情况下，未扭曲的晶体的对称性恢复的磁性和二次磁电磁化率。
2017-04-07 cond-mat.str-el
Dielectric susceptibility of magnetoelectric thin films with vortex-antivortex dipole pairs
我们考虑准二维磁电材料模型为自旋与电极化的强度矢量局域类多铁性相互作用的晶格上自旋系统的XY模型。我们计算了磁（自旋）涡旋-反涡旋对（形成电偶极子）对系统介电常数的贡献。我们表明，在近似的非相互作用对在$T \rightarrow T_{BKT}$（Berezinskiii-Kosterlitz-无温度）的介电极化率发散。
2015-06-25 cond-mat.str-el
In situ Electric Field Skyrmion Creation in Magnetoelectric Cu$_2$OSeO$_3$
磁skyrmions是局域化的纳米自旋纹理与量子化的缠绕数的拓扑不变。自2009年实验发现以来，由于Skyrmions的基本性质和基于自旋电子学的应用前景，对其研究的关注迅速增加。然而，可控地创造skyrmions仍然是技术应用的关键挑战。在这里，我们报告，skyrmions可以创建本地由电场在磁电helimagnet铜$\mathsf{_2}$ OSeO $\mathsf{_3}$。利用洛仑兹透射电子显微镜，我们成功地写skyrmions原位从螺旋自旋背景。我们的发现非常令人垂涎，因为它意味着Skyrmionics可以集成到基于当代场效应晶体管的电子技术中，可以实现非常低的能量耗散，从而向其实际应用迈出了一大步。
2017-10-25 cond-mat.str-el
Signatures of magnetostriction and spin-phonon coupling in magnetoelectric hexagonal 15R-BaMnO3
自旋-声子耦合，即自旋与周围晶格的相互作用，是理解多铁性材料的基础物理和设计其磁化动力学的关键参数。多铁性材料中的基元激发受到自旋-声子相互作用的强烈影响，使得拉曼光谱成为探测这些耦合的独特工具。最近，有人提出，15 R型六方晶系BaMnO 3的介电和磁性通过自旋-晶格耦合相关。在这里，我们报告的15 R-BaMnO 3在230 K，280 K和330 K的拉曼光谱的广泛重整化的观察。磁性测量揭示了在15 R-BaMnO 3在230 K和330 K，分别存在一个长程和短程磁有序。拉曼光谱表明，在磁有序相的新的拉曼模式的外观。此外，一个额外的拉曼声子出现低于~ 280 K，可能产生的局部晶格畸变由于锰离子的位移，表现出随温度的异常位移。根据温度和磁场相关的拉曼光谱、温度相关的X射线衍射、磁化强度和比热测量结果，讨论了拉曼光谱中所观察到的重整化和声子异常的起源。我们的研究结果表明，磁致伸缩和自旋-声子耦合的存在下，在15 R-BaMnO 3，从而表明光学声子是强烈相关的，其磁电性能。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of the Strain-Induced Magnetoelectric Effect in Planar Dirac Systems
分析了应变引起的反转破缺二维狄拉克系统的磁电响应。结果表明，在相同的方式，在这些材料中的压电响应与谷陈数，应变诱导磁电效应是有关的非平凡的Berry曲率和每谷的轨道磁矩的导数。这种现象允许在样品的应变区中通过外部磁场局部感应和控制电荷密度。
2017-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Investigation of spin-phonon coupling and local magnetic properties in magnetoelectric Fe2TeO6
在含有3d磁性离子的过渡金属氧化物中，自旋-晶格关联引起的自旋-声子耦合依赖于不同的交换作用。自旋-晶格耦合可以影响磁电材料中的耦合机制。为了理解反三金红石型Fe 2 TeO 6（FTO）的自旋-晶格相关，研究了其磁性和声子谱.通过磁化强度和热容测量，发现在150 K时，由5/2-5/2二聚体相互作用和磁异常引起的短程磁关联信号，与人们熟悉的对应于长程序的急剧转变（TN~ 210 K）不同。通过μ子自旋共振（μSR）测量，在零场（ZF）和纵场（LF）模式下，对磁跃迁和自旋动力学进行了局部探测.三个动态不同的温度制度：（i）T >TN，（ii）TN>T>150 K，（iii）T<150 K，观察。μSR在150 K下实现了自旋动力学的快速变化，尽管先前的研究表明是长程反铁磁有序。在210 K以下观察到不同拉曼模式的重整化，表明材料中存在自旋-声子耦合。耦合强度被量化为在0.1-1.2 cm-1的范围内的双自旋团簇近似。我们认为，自旋-声子耦合介导的Fe-O 2-Fe双层间交换发挥了显着的作用，在材料中观察到的ME耦合。
2021-07-16 cond-mat.str-el
Single-domain ferromagnet of noncentrosymmetric uniaxial magnetic ions and magnetoelectric interaction
研究了基于单轴磁性离子的单畴铁磁体的可行性。对于一个非中心对称的单轴磁性离子的磁矩在当地的电偶极矩p的网站，它是未知的日期是否磁矩倾向于平行或反平行的电偶极矩。基于Rashba效应和密度泛函计算的类比推理探讨了这种磁电相互作用的性质。我们发现，磁和电的偶极矩更喜欢一个反平行的安排，预测Fe掺杂的CaZnOS是一个单畴铁磁体像一个条形磁铁，并找到铁磁性和弱磁化滞后的可能原因在Fe掺杂的六角ZnO和ZnS在很低的掺杂浓度。
2017-04-28 cond-mat.str-el
Equilibrium spin currents and magnetoelectric effect in magnetic nanostructures
本文讨论了非均匀磁化铁磁体中的平衡自旋流问题。利用简单的微观模型，我们解释了平衡自旋电流的物理起源。接下来，我们从具有与自旋空间中的局域旋转相关联的规范场的哈密顿量导出平衡自旋流。详细研究了几个磁系统的例子，发现在这些系统的基态中存在持续自旋电流。我们还证明了利用环附近的磁电感应电场测量平衡自旋电流的可能性。
2005-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the role of intrinsic disorder in the structural phase transition of magnetoelectric EuTiO3
到目前为止，磁电钙钛矿EuTiO 3的晶体结构被认为在低温下保持立方。在这里，我们提出了高分辨率的同步辐射X-射线粉末衍射数据显示存在的结构相变，从立方Pm-3米到tetraxyl 4/mcm，涉及TiO 6八面体倾斜，在类比的情况下SrTiO 3。倾斜角的温度演化表明二阶相变与估计的Tc= 235 K。这个临界温度远低于最近在TA \sim 282 K比热测量报告的异常。通过对衍射数据进行原子对分布函数分析，我们提供了这种材料中局部（短程）和平均晶体结构之间不匹配的证据。低于估计的Tc，平均模型对称性与局部环境失真完全兼容，但前者的特征在于与后者相比倾斜角的值减小。在T= 240 K的数据显示存在的本地八面体倾斜相同的低温，而平均晶体结构仍然是立方。在此基础上，我们提出内在的晶格无序的理解EuTiO 3性能的根本重要性。
2011-11-03 cond-mat.str-el
Fingerprints of spin-current physics on magnetoelectric response in the spin-$1/2$ magnet Ba$_2$CuGe$_2$O$_7$
作为Kramers简并的结果，自旋为1/2的单站点各向异性消失。我们认为，类似的性质适用于磁感应电极化的强度P，这应该只取决于在键中的自旋的相对取向，而不是每个单独的自旋的方向。因此，对于绝缘的多铁性化合物，P可以分解成对的各向同性，反对称和各向异性的贡献，这可以严格推导出超交换（SE）理论的框架，在类似的自旋哈密顿量。SE理论还使我们能够识别每个贡献背后的微观机制。其中最有争议和最有趣的是反对称或自旋电流机制。在这项工作中，我们提出，有争议的磁电（ME）性能的Ba 2CuGe 2 O 7可以单独解释的自旋电流机制，而其他贡献是小的或禁止的对称性。首先，我们明确地表明如何摆线自旋顺序诱导实验观察到的P在垂直于xy平面的方向，这可以很自然地解释的自旋电流机制在平面外的债券。然后，我们揭示了以前被忽视的ME效应，其中垂直于平面的磁场的应用不仅会导致无限公度转变，而且由于自旋电流机制在该平面内的相邻键中起作用，P也会翻转到平面内。在这两种情况下，P的大小和方向可以通过在xy平面中旋转自旋图案来控制。我们的分析是基于一个现实的自旋模型，这是严格来自第一性原理计算，并补充了新的算法的本地化Wannier函数的建设服从晶体对称性的Ba 2CuGe 2 O 7。
2020-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sliding multiferrocity in van der Waals layered CrI$_2$
Sun Yat-Sen University（中山大学）；Peng Cheng Laboratory, Frontier Research Center（鹏城实验室前沿研究中心）
研究通过第一性原理计算揭示了单层CrI₂中自旋驱动极化的起源，并预测其可通过电场调控实现手性反转。
2025-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-Electric Effect in Three-dimensional Coupled Zigzag Chains
受局域反转对称性破缺量子相位研究的启发，我们研究了局域非中心对称金属中的磁电效应。我们考虑了三维耦合锯齿链，证明了反铁磁矩是由电流通过交错反对称自旋轨道耦合引起的。这种电流感生磁性比全局非中心对称金属的磁性大得多。我们通过显示逆磁电效应，即铁性p波电荷的有序性伴随着反铁磁态的非对称能带结构，提供了对电流感生反铁磁矩的直观理解。我们还研究了传导电子耦合到本地化的自旋通过近藤交换耦合，并证明了磁电效应的显着增强。本文讨论了金属中磁电效应的可能实验观测，重点讨论了LnM_2Al_10化合物，如NdRu_Al_10和TbRu_2Al_10。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for a New Magnetoelectric Effect of Current-Induced Magnetization in a Toroidal Magnetic Ordered State of UNi$_4$B
在直流电作用下，对UNi $_4$ B的环形磁有序态进行了磁化强度测量，以验证最近的理论预言，即在缺乏局域反转对称性的金属系统中，电流诱导磁化强度的理论预言。我们发现，在六角四指数表示法中，平行于[ $2\bar{1}\bar{1}0$ ]和[ $0001$ ]的电流都诱导出沿[ $01\bar{1}0$ ]方向的均匀磁化强度观察到的感应磁化强度的行为基本上与理论预测一致;然而，它也显示出不一致性，这表明UNi $_4$ B的反铁磁状态不能简单地被视为理想蜂窝层状结构中的均匀环形有序。
2018-01-15 cond-mat.str-el
Merons, hedgehogs and magnetoelectric switching in spiral multiferroics
研究螺旋多铁性体中电场驱动磁畴壁运动的开关过程，发现含meron弦和hedgehog缺陷的拓扑结构显著影响畴壁动力学，为电控自旋提供新平台。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoelectric Response in Electric Octupole State: Possible Hidden Order in Cuprate Superconductors
受最近凝聚态物理中奇宇称多极序研究的启发，我们从理论上研究了电八极态的磁电响应。研究了局域非中心对称双层Rashba模型中的Edelstein效应和自旋霍尔效应，阐明了电八极态宇称破缺的特征性质.此外，还提出了在双层高Tc铜氧化物超导体中实现电八极序的可能性。我们计算的磁矩与最近的实验观察到的超导转变温度以上的扭结是一致的。我们还发现，由于超导性，自旋磁化率的面内各向异性显着增强，并提出了利用超导态的核磁共振进行实验测试。讨论了Cd_2Re_2O_7中的自旋-轨道耦合金属态。
2019-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Macroscopic Manifestation of Domain-wall Magnetism and Magnetoelectric Effect in a Néel-type Skyrmion Host
我们报告的磁性状态，在镓V $_4$硒$_8$出现专门在样品中的介观极性域，而不是在极性单畴晶体。它的发病是伴随着一个尖锐的异常的磁化率和磁矩，不同的其他异常也观察到在极性单畴样品之间的摆线，Néel型skyrmion晶格和铁磁状态的过渡。我们归因于这种额外的过渡形成的磁性纹理本地化的结构域壁，其中的磁相互作用逐步改变和自旋纹理与不同的螺旋平面，托管相邻域，需要匹配。磁电流的明显异常表明畴壁限制的磁态对磁电响应也有很强的贡献。我们预计极性畴壁通常主机这样的限制磁边缘状态，特别是在长波长磁序的材料。
2020-01-22 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism in the magnetoelectric effect single crystal LiMnPO$_4$
弹性和非弹性中子散射研究揭示了磁电效应单晶LiMnPO $_4$的反铁磁相变和有趣的自旋动力学的细节。弹性散射的研究证实该系统是反铁磁（AFM）低于$T_N$ =33.75 K的本地磁矩（Mn $^{2+}$ ; $S = 5/2$），沿晶体学a轴对齐。沿三个主轴传播的自旋波色散曲线，确定由非弹性散射，充分建模的线性自旋波框架，假设一个自旋哈密顿参数化的面间和面内最近邻和下一个最近邻相互作用，并通过易平面各向异性。自旋动力学的温度依赖性使得这是一个很好的模型多体自旋系统，以解决自旋波激发和序参量之间的关系的问题。
2009-04-16 cond-mat.str-el
On the ferroelectric and magnetoelectric mechanisms in low Fe$^{3+}$ doped TbMnO$_3$
本文研究了在TbMnO $_3$的八面体位置上用Fe $^{3+}$取代Mn $^{3+}$对磁相序、铁电和磁电性能的影响，并保持Fe $^{3+}$的浓度低于5%.研究了Fe $^{3+}$浓度和外加磁场对比热、介电常数和电极化的强度的温度依赖性。从实验结果中观察到随着Fe $^{3+}$取代的增加，电极化的强度的强烈降低，在4%的浓度以上消失。然而，在该范围内，通过增加Fe $^{3+}$浓度获得了电极化的强度的磁灵敏度的显著增加。高于该值，出现非极性的弱铁磁相，与Dzyalowshinskiii-Moriya模型的预测非常一致。这一行为揭示了Fe $^{3+}$在八面体位置的取代对TbMn $_{1-x}$ Fe $_x$ O $_3$体系的磁相序列、极性和磁电行为的重要影响。从这项工作中获得的结果，可以理解，这种行为是不相关的eg电子配置，而是铁磁和反铁磁相互作用之间的竞争，这是非常敏感的本地字段和扭曲。
2017-05-26 cond-mat.str-el
Magnetoelectric Effect in the Antiferromagnetic Ordered State of Ce$_{3}$TiBi$_{5}$ with Ce Zig-Zag Chains
在这项研究中，我们研究了新发现的反铁磁（AFM）化合物Ce $_{3}$ TiBi $_{5}$与六方结构（空间群$P6_{3}$ / $mcm$）的磁电（ME）效应。在该系统中，Ce离子形成沿$c$轴延伸的Z字形链。我们专注于在Ce网站的本地反转对称性的缺乏，虽然晶体结构有一个反转中心。理论研究已经预测，磁化可以诱导的电流在原子力显微镜订购上的锯齿形链。在原子力显微镜（AFM）有序化温度为$T_{\rm N}$ = 5.0 K附近，在外加恒定电流和静磁场下，对CePDMATHABMM TiBi $_{5}$进行了磁化测量。在$T_{\rm N}$下成功地观察到了电流感生磁化。电流感应磁化强度的大小具有线性电流依赖性，并且不表现出磁场依赖性。这种行为与理论预测的铁磁环有序态的ME效应是一致的。
2020-02-27 cond-mat.str-el
Exact description of the magnetoelectric effect in the spin-1/2 XXZ-chain with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文考虑一个简单的具有磁电效应的自旋链可积模型。从周期性的S=1/2的带有Dzyaloshinskiii-Moriya项的XXZ-链出发，我们将其看作是Katsura-Nagaosa-Baladsky（KNB）机制中的局部电极化的强度，并将其映射到具有扭曲边界条件的常规XXZ-链上.利用量子转移矩阵（QTM）和非线性积分方程（NLIE）技术，我们得到了任意温度下磁化强度、电极化的强度和磁电张量随磁场和电场的变化关系。我们调查这些依赖关系，以及上述物理量的热行为，特别是在低温制度。我们发现了几种极化机制。调节磁场可以将系统从一种状态切换到另一种状态。文中还说明了与此相关的临界性质的特征。
2013-02-15 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Toroidal order in metals without local inversion symmetry
环序是电序和磁序的复合，它不仅表现为特殊的磁性，还表现为反常输运和磁电效应。我们报告我们的理论结果的影响和稳定性的金属的微观模型的基础上的环形秩序。考虑了一个有效的单带Hubbard型模型，该模型是由一个包含原子自旋轨道耦合、不同宇称轨道间的离位杂化和奇宇称晶体电场的四带紧束缚模型导出的.对于这种单层蜂窝晶格上的单带模型，我们研究了具有涡旋状磁结构的环形有序态的电子结构、磁输运和磁电效应。微观环向磁矩的铁性序作为电子的有效规范场，通过带底在动量空间中的移动来调制电子的能带结构。此外，依赖于位置的反对称自旋轨道耦合引起高度各向异性的霍尔响应。最显著的特征是两种不同类型的磁电响应：一种是由垂直于平面的电流引起的具有净环向磁化的磁序，另一种是由平面内的电流引起的均匀横向磁化。我们研究了有效模型的基态的平均场近似，并表明，在低电子密度的强电子关联稳定的环形秩序。我们还讨论了与自发环序相关的磁电效应的温度依赖性。实验的影响也提出。
2014-04-04 cond-mat.str-el
Identification of microscopic spin-polarization coupling in the ferroelectric phase of a magnetoelectric multiferroic CuFe1-xAlxO2
我们对磁电多铁性CuFe 1-xAlxO 2（x=0.0155）进行了同步辐射X射线和中子衍射测量，该材料具有适当的螺旋磁结构，在铁电相中具有不相称的传播波矢。目前的测量结果表明，铁电相伴随着晶格调制波数为2 q，其中q是磁调制波数。我们用Arima [T. Arima，J. Phys. Soc. Jpn. 76，073702（2007）]。将实验结果与计算结果进行比较，我们发现2 q晶格调制的起源不是传统的磁致伸缩，而是磁性Fe^3+离子和配体O^2-离子之间的金属-配体杂化的变化。将本结果与先前的极化中子衍射研究结果[Nakajima等人，物理评论B 77 052401（2008）]，我们得出结论，在CuFe 1-xAlxO 2的铁电性的微观起源是在金属配体杂化与自旋轨道耦合的变化。
2008-06-12 cond-mat.str-el
Strong enhancement of the Edelstein effect in f-electron systems
当施加电场时，在具有破缺反转对称性的系统中发生的Edelstein效应产生自旋极化，这在自旋电子学应用中是最有利的。不幸的是，很明显，这种磁电效应在半导体中非常小。在这里，我们证明了相关效应可以强烈地增强磁电效应。特别是，我们观察到强烈的增强Edelstein效应在$f$ -电子系统的相干温度附近，其中的$f$ -电子改变其字符从本地到巡回。我们还表明，这种增强可以解释由传导电子和仍然本地化的$f$ -电子之间的耦合。
2018-03-14 cond-mat.str-el
Unified Magnetoelectric Mechanism for Spin Splitting in Magnets
本研究发现源自狄拉克方程的磁电修正项，作为塞曼效应和自旋轨道耦合之外的第三种基本机制，完善了磁体中自旋分裂的理论描述，可解释各类磁体的自旋分裂行为并提供统一框架。
2025-08-22 cond-mat.other cond-mat.str-el
Toroidal order in a partially disordered state on a layered triangular lattice: implication to UNi4B
从超环面有序和磁电效应的观点出发，对层状三角晶格上的部分无序进行了理论研究。我们考虑了一个扩展的周期性Anderson模型，其中包含了传导和局域电子之间的位置依赖的反对称自旋轨道耦合。我们表明，通过平均场近似，该模型表现出共面的涡旋晶格型磁序中观察到的六方铀化合物UNi4B，在参数区域与中间杂化和电子相关。这种特殊的状态容纳了一个环序，这导致了线性磁电效应。我们讨论了我们的研究结果的影响UNi4B，专注于网站依赖反对称自旋轨道耦合的可能来源。
2014-09-12 cond-mat.str-el
Spontaneous multipole ordering by local parity mixing
在自旋轨道耦合系统中，空间反转对称性的破缺导致了不同宇称轨道之间的混合，从而导致了不寻常的电子结构和输运性质。我们从理论上研究了由宇称混合引起的多极有序的可能性。特别是，我们专注于系统中的宇称混合出现在一个亚晶格依赖的形式。从具有这种局域宇称混合的周期性Anderson模型出发，我们导出了一个扩展的近藤晶格模型，该模型具有巡游电子和局域自旋之间的依赖于亚晶格的反对称交换耦合。通过变分计算、模拟退火和蒙特卡罗模拟，我们证明了准一维锯齿形晶格模型在半填充和接近半填充时呈现由磁环和四极分量组成的奇宇称多极序.多极序引起带底位移和磁电响应的带变形。结果表明，在具有局域宇称混合的多轨道系统中，将广泛观察到异常的奇宇称多极序。
2015-01-31 cond-mat.str-el
Manipulation by magnetic frustration in ferrotoroidal spin chains via curvature and torsion
研究恒定扭转闭合空间曲线上的自旋链，发现定制曲率与扭转可通过磁挫败产生纯环形构型或多磁环形畴，为磁电响应提供新机制。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum field theory of topological spin dynamics
本文发展了量子磁体和磁性（半）金属的场论，适用于分析它们的普适性和拓扑性质。感兴趣的系统包括共线，共面和一般的非共面磁体。在基本的水平上，我们描述的动态磁矩使用光滑的矢量场在连续极限。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用被非阿贝尔矢量规范场捕获，与拓扑缺陷相关的手征自旋耦合表现为高阶反对称张量规范场。我们区分I型和II型磁铁的平衡响应的非阿贝尔规范通量，并表征由此产生的晶格的skyrmions和hedgehogs，自旋波的光谱，和手征响应外部扰动。一般的电子自旋-轨道耦合也可以用非阿贝尔规范场来描述，包括与电子贝里通量相关的高阶张量。流动电子和局域矩通过近藤和洪德相互作用交换它们的规范通量。因此，通过利用规范场，这个理论提供了一个统一的物理图像的"内在“和”拓扑“的异常霍尔效应，自旋霍尔效应，和其他相关的拓扑性质之间的电子和时刻。我们预测“拓扑”磁电效应的材料容易托管刺猬。链接到实验和模型计算提供了从通用微观模型，包括哈伯德模型与自旋轨道相互作用的耦合和规范场。我们建立了可能存在的新的量子自旋液体，表现出分数磁电效应，并讨论了一些应用拓扑磁性导体，如Mn $_3$ Sn和Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$。
2020-06-16 cond-mat.str-el
