Magnetic and microwave properties of (Ni,Co)Fe2O4-ferroelectric and (La,Ca,Sr)MnO3-ferroelectric multilayer structures
对具有强磁电耦合的层状铁磁-铁电氧化物进行了结构、磁性和铁磁共振特性的研究。样品中含有厚膜的铁氧体或取代镧锰的铁磁相和锆钛酸铅的铁电相，并在高温下烧结。结果表明，无缺陷的铁氧体，但由于在界面处的扩散锰氧化物参数恶化，并占在锰氧化物-PZT样品的磁电耦合差。
2003-07-12 cond-mat.mtrl-sci
"Annular" ferroelectric domains in hexagonal manganites
铁电畴的结构特征对于理解铁电材料的微观结构和物理性质具有重要意义，对于信息存储和电子开关也具有重要的技术意义。有三种众所周知的铁电有序形式分别与自发磁化、电极化的强度和自发应变相关。铁电性通常伴随着铁弹性应变，因此铁电畴倾向于形成简单的细长结构。然而，由于强边界条件，纳米材料或缺陷附近的铁电畴可能具有不寻常的配置。此外，在YMnO 3中观察到多个铁电畴在一点合并的涡旋畴。在此，我们报告了在六方锰氧化物中发现的具有同心圆柱形状的独特铁电畴。我们还观察到具有多个环形图案的显著域。我们的发现可能为铁电畴的全面研究开辟一条新的途径，这种新的模式也可能导致新的技术应用的可能性。
2012-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional order-disorder phase transition in improper ferroelectric hexagonal manganites
YMnO $_3$和其他相关的多铁性六方锰氧化物中的不适当的铁电性已知会导致拓扑保护的铁电畴，从而引起丰富多样的物理现象。然而，铁电转变的局部结构和结构相干性以前没有得到很好的理解。在这里，我们揭示了在YMnO $_3$的局部结构随温度的演变，使用中子总散射技术，并解释它们的帮助下，第一性原理计算。结果表明，在室温下，局域结构和平均结构与已建立的铁电$P6_3cm$对称性一致。在加热，本地和平均结构分析显示显着的异常从$\sim 800$ K到居里温度一致的增加波动的序参量角。这些波动导致一个不寻常的局部对称性降低到一个\textit{continuum of structures}加热。这种局部对称性破缺持续到高对称性的非极性相，构成了一种非常规类型的有序-无序转变。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Observation of persistent centrosymmetricity in the hexagonal manganite family
通过结合X射线衍射（XRD）、压电响应力显微镜（PFM）、二次谐波发生（SHG）和密度泛函理论（DFT），解决了关于六方InMnO $_3$铁电行为的争论。虽然XRD数据显示出降低的晶胞三倍，这也被发现在$P6_3cm$对称性的多铁性六方锰氧化物，PFM和SHG不检测铁电性在环境温度或低温下，在形成鲜明对比的行为在多铁性对应物。我们提出一个中心对称的$P\bar{3}c$相作为基态结构。我们的DFT计算表明，铁电和非铁电结构的相对能量是由静电和氧- $R$ -网站共价之间的竞争，与有利于铁电相的共价的情况下确定的。
2012-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Charged domain walls in improper ferroelectric hexagonal manganites and gallates
铁电畴壁作为下一代纳米电子学中的原子级开关、二极管和移动导线正引起广泛的关注。不适当的铁电体中的带电畴壁是特别有趣的，因为它们提供多功能特性和固有的稳定性，而不是在适当的铁电体中发现。本文采用第一性原理计算和唯象模拟方法研究了反常铁电体YMnO $_3$，InMnO $_3$和YGaO $_3$中带电壁的能量和结构.带正电荷和负电荷的壁在局部结构和宽度方面是不对称的，反映了极化不是畴形成的驱动力。壁宽与主结构序参量的幅值和与极化的耦合强度成比例。我们介绍了一般规则，如何工程$n$和$p$型畴壁电导率的基础上的域的大小，极化和电子带隙。这开启了微调局部输运性质和设计用于基于畴壁的纳米电路的$p$ - $n$ -结的可能性。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry, incommensurate magnetism and ferroelectricity: the case of the rare-earth manganites RMnO3
顺磁空间群的完全不可约共表象为探索磁驱动铁电性的对称性限制提供了一条简单而直接的途径。该方法包括一个简单的概括的方法中常用的情况下displacive调制系统，并允许我们以一种简单的方式，确定一个给定的相位起源于一个给定的磁序参量的全磁对称性。然后，可以建立该相的潜在铁电和磁电性质，并且可以从一般对称性考虑导出精确的朗道自由能展开式。在这项工作中，这种方法适用于正交稀土锰氧化物RMnO 3的情况下。这个例子将使我们能够强调一些具体的点，如关于铁性和磁电性质的相称或不相称的磁相之间的差异，铁电性的可能稳定由一个单一的不可约的序参量或平行于磁调制取向的极化的可能开始。将更详细地考虑TbMnO 3的具体示例，以表征磁电效应在由外部磁场引起的极化旋转的机制中所起的作用。
2009-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of electrically-induced magnetic reconstruction at the manganite/ferroelectric interface
通过施加电场来控制磁化，称为磁电耦合，是当今最吸引人和最活跃的研究领域之一。除了基本的科学兴趣，磁电效应可能会导致新的设备概念的数据存储和处理。存在几种已知的磁电耦合机制，包括单相材料中的本征效应、两相复合材料中的应变诱导耦合以及界面处的电子驱动效应。在这里，我们探讨了一种不同类型的磁电效应在铁磁-铁电界面：磁重建引起的切换电极化的强度。我们使用La 1-xAxMnO 3/BaTiO 3（001）界面的第一性原理计算证明了这种效应，其中A是二价阳离子。通过选择的掺杂水平x附近的磁相之间的过渡，我们表明，钛酸钡的铁电极化的逆转导致的变化，在界面处的磁性顺序从铁磁到反铁磁。这种预测的电诱导的磁重建在接口代表了大量的界面磁电效应。
2009-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin-spiral inhomogeneity as the origin of ferroelectricity in orthorhombic manganites
我们认为，在相对论自旋轨道相互作用下，正交锰氧化物的自旋螺旋态中自旋的均匀分布发生了形变。由此引起的自旋螺旋的不均匀性引起的铁电响应的纯电子的起源在偶数周期性的磁性结构。该机制是通用的，并解释了铁电性的外观在两个倍周期结构的HoMnO 3以及四倍周期结构的TbMnO 3。然而，奇周期磁性结构保持反转对称性，因此不是铁电性的。我们的分析是基于低能量模型来自第一性原理的电子结构计算和贝里相位形式主义的电子极化。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reversible modulation of orbital occupations via an interface-induced state in metallic manganites
过渡金属阳离子轨道简并性的破坏和由此产生的这些轨道的不平等电子占据提供了一个强有力的杠杆在金属氧化物中的电子密度和自旋有序。在这里，我们使用从头计算表明，可逆地调制Mn原子上的轨道人口可以实现在铁电/锰氧化物界面上的纳米铁电极化的存在。轨道占据的变化可以高达10%，大大超过块状锰氧化物。这种可逆的轨道分裂在很大程度上是由铁电极性位移的传播到界面区域，在本体中不存在的结构图案和独特的接口控制。我们使用外延薄膜生长和扫描透射电子显微镜来验证这一关键的界面极性畸变，并讨论通过纳米铁电体的轨道极化的可逆控制的潜力。
2014-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Structural Domain Walls in Polar Hexagonal Manganites
本文采用微观第一性原理研究了多铁性六方锰氧化物中的中性结构畴壁（DWs），该畴壁表现出铁电性和结构反相之间的交叉耦合.我们发现，与以前提出的模型相矛盾，互锁的反相铁电畴壁的宽度近似为零，其能量低于反相或铁电畴壁。此外，我们表明，铁电和反相的只有DWs是互锁的反相铁电（AP+FE）DWs的叠加和中间域不可避免地存在通过DWs。我们的研究结果揭示了为什么只有AP+FE DW观察到的问题，以及如何出现在极性六方锰氧化物的拓扑缺陷。
2012-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature Hysteresis of Magnetization in Lanthanum Manganite
我们提出了一个解释的实验观察到的温度滞后的磁化在单晶锰氧化镧（La0.8Sr0.2MnO3）。这种现象被解释的框架内的双交换模型与津贴的磁子系统的相互作用的倾斜旋转振荡在相关的亚晶格的MnO 6八面体的一个双模式。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain-controlled responsiveness of slave half-doped manganite La0.5Sr0.5MnO3 layers inserted in BaTiO3 ferroelectric tunnel junctions
在铁电隧道结（FTJ）中插入显示场致金属到绝缘体（M/I）转变的层作为增大结隧道电阻（TER）的潜在有用的方式而受到关注。半掺杂的锰氧化物处于金属-绝缘体特性的边缘，因此是FTJ中从层的良好候选者。然而，这些氧化物的相图对应变极其敏感，因此当集成在外延FTJ中时可能完全不同。本文报道了大面积（A = 4 ~ 100 μ m ~ 2）Pt/La_（0.5）Sr_（0.5）MnO_3/BaTiO_3/La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（Pt/HD/BTO/LSMO）FTJ的系统研究。FTJ的室温电特性显示偏振控制的开/关状态。在SrTiO 3上制备的结中观察到明显的场致M/I转变（关态和导通态的结电阻之间的差异增加了一个数量级以上）的证据，但HD层通常是金属性的。此外，M/I转变仅局限于从属膜的界面层中，从而导致TER的总体降低。这里报道的有序结果给出了一些提示，对选择HD材料和基板的最佳FTJ响应。
2016-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Full Control of Magnetism in Manganite Bilayer by Ferroelectric Polarization
由锰氧化物双层和铁电钙钛矿组成的氧化物异质结构被预测在切换铁电极化时会导致磁性的完全控制。通过在超晶格中使用非对称极性界面，在$n$型界面侧比在$p$型侧更多的电子占据Mn层。铁电极化可以增强或抑制这种电荷极化。量子模型和密度泛函理论计算得到了相同的结论：通过改变极化方向，可以实现总磁化强度变化最大的铁磁-亚铁磁相变$>90%$。此功能非常强大，通过电气方法不仅可以完全控制磁化强度的大小，还可以控制磁化方向。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of Magnetic Order, Ferroelectricity, and Lattice Strain in Multiferroic Rare Earth Manganites
多铁性稀土锰氧化物由于同时存在不同类型的磁性和铁电性有序而引起人们的关注，并产生了复杂的相图和丰富的物理现象。在几种化合物中观察到的不同顺序和大磁电效应的耦合和相互干扰具有根本的兴趣，并具有未来应用的潜力，其中介电（磁）性质可以通过磁（介电）转变的发生或磁（电）场的应用进行修改。磁电效应的物理机制和铁电有序在磁转变的起源还有待探索。我们讨论了多铁性现象的六方HoMnO 3和强磁-介电耦合是密切相关的晶格应变引起的异常大的自旋-声子相关。
2005-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal Magnetoresistance Manganites and Related Prototype Devices
本文综述了单相锰氧化物的庞磁电阻效应与场敏自旋电荷相互作用和相分离的关系，锰氧化物/Nb：SrTiO 3 pn结的整流特性和正负磁电阻效应与特殊的界面电子结构的关系，锰氧化物/铁电结构中的磁电耦合效应与应变、载流子密度和磁场敏感性的关系，锰氧化物/铁电结构中的磁电阻效应与磁电阻效应的关系，锰氧化物/Nb：SrTiO 3 pn结中的磁电阻效应与磁电阻效应的关系，锰氧化物/铁电结构中的磁电阻效应与磁电阻效应的关系。利用锰氧化物的完全自旋极化性质在具有电介质、铁电体和有机半导体间隔物的隧道结中的隧穿磁阻;以及锰氧化物纳米颗粒中颗粒尺寸对磁性质的影响
2013-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Four-spin ring interaction as a source of unconventional magnetic orders in orthorhombic perovskite manganites
我们采用从头算电子结构计算结合蒙特卡罗模拟研究了体相正交HoMnO $_3$和ErMnO $_3$的磁性和铁电性质。我们的目标是解释的正交钙钛矿锰氧化物（o-$R$ MnO $_3$）与小稀土（$R$）阳离子或Y，以及由不同的实验组报道的电极化的强度的方向和幅度之间的矛盾，在测量的磁性的不一致性。我们的计算稳定的几个外来的磁订单（所谓的w-螺旋，H-原子力显微镜和I-原子力显微镜），其存在解决了测量的磁性和铁电性能的o- $R$ MnO $_3$的矛盾。我们表明，这些订单出现由于强大的四自旋环交换相互作用。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Improper ferroelectricity in ultrathin hexagonal ferrites film
针对超薄非本征铁电六方铁氧体薄膜铁电性抑制的定量认知缺失问题，研究者通过原位RHEED研究外延h-ScFeO3薄膜的相变，结合界面钳制模型与朗道理论解释居里温度的厚度依赖性，发现临界厚度与界面钳制层特征长度成正比，为实现超薄薄膜稳定非本征铁电性提供指导。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically-induced ferroelectricity in orthorhombic manganites: microscopic origin and chemical trends
利用第一性原理Wannier函数解释了共线AFM-E正交锰氧化物中磁驱动铁电性的微观起源。我们发现，极化主要是由轨道极化的Mn eg状态的“非对称电子跳跃”，隐含在AFM-E配置中的奇特的平面之字形自旋排列决定的。在ortho-HoMnO 3中，Wannier功能中心相对于相应的离子位置在很大程度上发生位移，这意味着最终极化受到纯电子贡献的强烈影响，与离子位移占主导地位的标准铁电体不同。然而，极化的最终值是竞争效应的结果，如由来自Mn eg和t2 g状态的对极化的贡献的相反符号所示。此外，系统地分析了锰氧化物系列中铁电性与自旋、轨道和晶格自由度之间的联系，目的是确定作为稀土离子函数的化学趋势。我们的研究结果表明，Mn-O-Mn角是决定交换耦合的关键量：当Mn-O-Mn角减小时，第一（第二）最近邻铁磁（反铁磁）相互作用减小（保持不变），从而分别稳定弱或强扭曲锰氧化物的AFM-A或AFM-E自旋构型。Mn eg对极化的贡献随Mn-O-Mn角的增大而增大，随“长”Mn-O键长的增大而减小，而Mn t2 g对极化的贡献随“短”Mn-O键长的增大而减小，部分抵消了前者。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determination of Intrinsic Ferroelectric Polarization in Orthorhombic Manganites with E-type Spin Order
通过直接测量电滞回线的正向上负向下（PUND）的方法，我们准确地确定了RMnO 3（R = Ho，Tm，Yb，Lu）正交化合物的电阻铁电极化Pr低于其E型自旋有序温度。我们发现，LuMnO 3在6 K时具有系列中最大的Pr值0.17 uC/cm ^2，表明其单晶形式在0 K时可以产生至少0.6 \muuC /cm ^2的Pr。此外，在固定的温度下，Pr随着稀土离子半径从R = Lu到Ho的增加而系统地减小，表现出与面内Mn-O-Mn键角和Mn-O距离的变化的强相关性。我们的实验结果表明，锰t2 g轨道的贡献占主导地位的铁电极化。
2011-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct experimental evidence of multiferroicity in a nanocrystalline Zener polaron ordered manganite
利用X射线衍射、磁化强度、阻抗谱和反射极化等测试手段，讨论了Pr 0.67 Ca 0.33 MnO 3（PCMO）铁磁和铁电共存的粒度可调谐性.用正上负下方法测量的复极化曲线清楚地证明了在Zener极化子（ZP）有序P21nm和无序Pbnm结构之间存在相分离的PCMO中存在铁电性。我们还发现，铁电响应增强的纳米晶样品，只要ZP有序不被破坏，而长程反铁磁有序在低温下在体系统中被取代的纳米粒子中的铁磁关联。通过减小晶粒尺寸，有可能使铁磁性和铁电性在室温附近共存的结论应该普遍适用于所有ZP有序锰氧化物。
2014-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large magnetocapacitance in electronic ferroelectric manganite systems
我们已经观察到一个相当大的正磁电容钙钛矿中的（$\sim$ $5-90\%$）Pr $_{0.55}$ Ca $_{0.45}$ Mn O $_3$和双层Pr（Sr $_{0.1}$ Ca $_{0.9}$）$_2$ Mn $_2$ O $_7$系统在5 T磁场下跨越20- 10 0 K以下的磁性转变点T $_N$。另一方面，磁介电效应表现出交叉：（a）在相同的温度范围内，钙钛矿系统从正到负，以及（b）双层系统从负到正。双层Pr（Sr $_{0.1}$ Ca $_{0.9}$）$_2$ Mn $_2$ O $_7$体系也表现出相当大的各向异性。我们还注意到磁场对这些体系介电弛豫特性的影响。这些系统属于一类不适当的铁电体，并预计表现出电荷/轨道顺序驱动的铁电极化低于转变点T $_{CO}$。在这些系统中的大的磁电容表现出典型的多铁性行为，即使铁电极化是小的相比，其他铁电体。
2013-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau theory of topological defects in multiferroic hexagonal manganites
本研究采用参数由第一性原理计算确定的 Landau 理论，解释六方锰氧化物中结构、铁电与反铁磁拓扑缺陷的耦合机制及畴壁磁矩。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin dependence of ferroelectric polarization in the double exchange model for manganites
采用双交换（DE）模型系统地研究了几种典型多铁性锰氧化物的铁磁耦合。该模型被构造为磁活性Mn $3d$带的基础上的Wannier函数，并包括屏蔽现场库仑相互作用的效果。我们的方法的FE极化的本质是使用Berry相位理论，制定占领Wannier函数，并评估这些功能的DE模型的框架中的非对称自旋相关的变化。这使我们能够量化的磁对称性破缺的影响，并得出几个有用的表达式的电子极化${\bf P}$，取决于自旋的相对方向。提出的理论适用于三个主要问题的解决方案：（i）的磁状态依赖的${\bf P}$在六方锰氧化物;（ii）倾斜铁磁性和${\bf P}$在单斜BiMnO $_3$的微观关系;（iii）在正交晶系锰氧化物的FE活动的起源。我们表明，对于任意的非共线磁结构，沿正交$\boldsymbol{b}$轴和反铁磁耦合$\boldsymbol{c}$传播，${\bf P}$可以通过缩放的前因子只依赖于自旋的相对方向和自旋不均匀性的措施的E-阶段之一。该图同样适用于两重（HoMnO $_3$）和四重（TbMnO $_3$）周期锰氧化物。其根本区别在于二重周期磁结构是强不均匀的，这导致大的${\bf P}$。相反，四重周期磁结构可以被看作是一个适度扭曲的均匀自旋螺旋，这对应于较弱的${\bf P}$。
2014-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhance Ferroelectric Structural Distortion via Doping Ca in Epitaxial h-Lu1-xCaxMnO3 Thin Films
该研究在蓝宝石上利用 h-ScFeO3 缓冲层制备 Ca 掺杂 h-LuMnO3 外延薄膜，发现 x≥0.2 可消除界面钳制并增强铁电几何畸变。
2024-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Neutron scattering evidence for magnetic field driven abrupt magnetic and structural transitions in a phase separated manganite
在电荷有序的Pr0.5Ca0.5MnO3锰氧化物的Mn位上进行取代是导致磁场驱动磁化曲线突变的有效途径。为了得到新的见解的起源，这一显着的功能，Pr0.5Ca0.5Mn0.97Ga0.03O3钙钛矿锰氧化物已被研究的中子衍射，随温度和在2.5 K的外加磁场高达6特斯拉。在低温基态下，发现了一个弱而复杂的反铁磁序。在一定强度的磁场作用下，样品的磁化曲线呈现出阶梯状的变化，并伴随着结构的变化。小角中子散射提供了微米尺寸的铁磁畴的成核过程的磁化行为的证据。
2003-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Scaling behaviour of magnetic entropy change in bilayered manganites by two-variable polynomials fitting to magnetization
基于磁化强度的二元多项式模型，研究了具有$327$结构的双层锰氧化物的磁熵变及其随外加磁场的标度行为。发现居里温度（磁化强度对温度的偏导数达到最大值的点）与磁熵变峰值的温度不同。因此，平均场模型不能适用于这类锰氧化物。与在具有$113$ -结构的锰氧化物中所发现的相反，具有$327$ -结构的锰氧化物在居里温度下的标度行为与在峰值磁熵温度下的标度行为有很大不同。同时发现，弱场和强场下标度指数的温度依赖性不同，这种差异是由弱场下的一步跃迁到强场下的两步跃迁的交叉造成的。
2018-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultra-sharp magnetization steps in perovskite manganites
我们报告了一个详细的研究的阶梯状变磁性转变的磁化强度和电阻率的多晶Pr0.5Ca0.5Mn0.95Co0.05O3。台阶在低于临界温度时突然开始，非常尖锐（宽度< 0.2 mT），并且发生在临界场，该临界场线性地依赖于制备样品的冷却场的绝对值。在低温下，在非Co掺杂的锰氧化物，包括单晶样品中也观察到类似的转变。这些数据表明，这些步骤是一个内在的属性，定性地不同于先前观察到的更高的温度在锰氧化物或在其他材料中观察到的变磁性转变的变磁性转变。
2002-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric Capped Magnetization in Multiferroic PZT/LSMO Tunnel Junctions
采用脉冲激光沉积技术在铁磁材料La 0.67 Sr 0.33 MnO 3（30 nm）上生长了自极化的超薄铁电PbZr 0.52 Ti 0.48 O3（PZT）薄膜（5 nm和7 nm），研究了极性覆盖对铁电隧道结（FTJ）器件磁化强度的影响. PZT/LSMO异质结厚极性PZT（7 nm）盖帽显示出近100%的增强磁化强度与薄极性PZT（5 nm）的薄膜相比，可能是由于过量的空穴从铁电铁磁层转移。芯能级X射线光电子能谱学研究表明，在7 nm极性封端的LMSO中存在较大的Mn 3s交换分裂和较高的Mn 3 +/Mn 4+离子比。
2015-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Improper Ferroelectricity: A Mechanism for Controllable Magnetization-Polarization Coupling
对层状钙钛矿结构的Ca $_3$ Mn $_2$ O $_7$进行了第一性原理计算。结果揭示了一组丰富的耦合结构，磁性和极性域，其中氧八面体旋转诱导铁电性，磁电性和弱铁磁性。关键是旋转畸变是两个具有不同对称性的非极性模式的组合。我们使用“混合”不适当的铁电性来描述这种现象，并讨论如何控制磁性是通过这些功能antiferrotortigative八面体旋转。
2010-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Thermal cycling memory in phase separated manganites
Centro Atómico Constituyentes, CNEA（阿根廷核能委员会 constituent 原子中心）；CONICET-CNEA（阿根廷国家科学研究委员会-阿根廷核能委员会）
研究热循环对La0.5Ca0.5MnO3锰氧化物磁化不可逆性的影响，建立现象模型解释磁化与循环次数的关系，发现热循环可增加非铁磁相含量，可能与相间应变有关。
2019-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal by Electric-Field Decoupling of Magnetic and Ferroelectric Domains Walls in Multiferroic-Based Heterostructures
我们证明了与反铁磁多铁性材料（LuMnO 3）接触的铁磁体的磁化强度可以通过电场脉冲快速反转，并且磁交换偏置的符号可以等温地切换和恢复。由于LuMnO3不是铁弹性的，我们的数据最终表明，这种开关是不介导的应变效应，而是一个独特的电场驱动的铁电和铁磁畴壁去耦。它们独特的动力学对于所观察到的磁开关是必不可少的。
2010-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Contact-free reversible switching of improper ferroelectric domains by electron and ion irradiation
该研究利用 FIB 与 SEM 通过电子和离子辐照产生表面充电，在无电触点条件下实现 ErMnO$_3$ 非本征铁电畴的可逆三维翻转，并揭示畴壁运动及新畴成核生长机制。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pressure on magnetization and magnetostriction jumps in the manganite Eu$_{0.58}$Sr$_{0.42}$MnO$_{3}$
我们研究了压力对Eu $_{0.58}$ Sr $_{0.42}$ MnO $_{3}$的磁化跳变及其相关磁致伸缩的影响。降低所施加的压力的临界场被解释由抑制的亚稳阻断状态，这是固有的相分离的锰氧化物系统表现出的磁雪崩。为了减少大块样品中不良热耦合的一个因素，并进一步研究磁化跳变的性质，我们进行了压力对粉末样品等温磁化强度的影响。尽管粉末样品的$MH$曲线在高场下不饱和，但在块体样品和粉末样品之间的临界场没有差异。这些结果表明，在突变的冷冻相分离状态的关键作用。
2011-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlation between electrical and magnetic properties of phase separated manganites studied with a General Effective Medium model
我们已经进行了电阻率和直流磁化测量作为温度的函数，多晶样品相分离的LaPrCaMnO。假设样品是典型的类金属锰氧化物和绝缘锰氧化物的混合物，我们利用广义有效介质理论得到了对应于不同铁磁体积分数值的理论电阻率-温度曲线。通过将这些数据与我们的实验电阻率曲线进行比较，我们得到了我们的样品的相对铁磁体积分数作为温度的函数。这一结果与相应的磁化强度数据非常吻合，表明混合相方案是解释本化合物磁性和输运性质的关键因素。
2014-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Double-exchange theory of ferroelectric polarization in orthorhombic manganites with twofold periodic magnetic texture
我们认为，在正交锰氧化物中的不适当的铁电活性的许多方面可以合理化，通过考虑的限制，无限的原子内分裂之间的多数和少数自旋状态（或双交换限制），这减少了问题的分析一个无自旋双交换（DE）的哈密顿量。我们将这种策略应用于低能量模型，从第一性原理计算，并将其与电极化的强度的Berry相位理论相结合。我们从最简单的双轨道模型，描述的行为的EG带，并将其应用到E型反铁磁（AFM）相，这在DE限制有效地打破成一维锯齿形链。我们推导出一个解析表达式的电子极化（Pel），并解释它如何依赖于轨道排序和能量分裂之间的EG状态。然后，我们评估这个模型的参数，从一个更一般的五轨道模型为所有锰3d带和构建一个新的向下折叠的模型EG带。从这些参数的分析，我们得出结论，在现实的锰氧化物的行为对应于大德尔塔的限制。我们进一步利用这一属性，以获得一个解析表达式的佩尔在一般的双重周期性的磁性织构，五轨道模型和微扰理论展开的Wannier函数的第一顺序的1/Delta的基础上。该表达式解释了Pel对自旋相对方向的函数依赖性。此外，它表明，Pel是有关的传输积分的不对称性，这应该同时具有对称和反对称的组件。最后，我们解释了如何偏振可以在正交方向a和c之间切换，通过反转锯齿形AFM纹理在每一个第二ab平面。
2013-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current-induced persistent magnetization in a relaxorlike manganite
掺杂7% Fe的（La $_{0.7}$ Pr $_{0.3}$）$_{0.65}$ Ca $_{0.35}$ MnO $_3$单晶显示为典型的弛豫铁磁体，其中铁磁金属和电荷轨道有序绝缘团簇共存，并且通过外部刺激可控制体积分数。在那里，持久的铁磁金属状态可以通过电流激励产生作为附加区域，其中磁化强度每Mn增加约0.4 $μ_{\rm B}$。与磁场中的电流加热效应（其相反地导致铁磁分数的减少）的明显区别使得我们能够通过施加具有不同幅度的电压来双向切换磁化和电阻。
2008-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-electric effect in doped magnetic ferroelectrics
提出了一种掺杂磁性铁电体的磁电效应模型。这种磁电效应不涉及自旋-轨道耦合，并且纯粹基于库仑相互作用。计算了掺杂磁性铁电体的磁相图。我们表明，磁电耦合是明显的铁电体具有低介电常数。我们发现磁电耦合导致铁电相变附近的磁化强度温度依赖性的修改。出现磁化峰。我们发现掺杂磁性铁电体的磁化强度强烈依赖于外加电场。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field control of ferroelectric polarization and magnetization of LiCu2O2 compound
采用基态为椭球螺旋结构的LiCu_2O_2化合物的自旋模型。在考虑链间耦合和交换各向异性的情况下，我们对二维晶格在旋转磁场中的磁电性质进行了蒙特卡罗模拟。在磁化曲线和极化曲线中观察到显著的各向异性响应，定性地与实验中检测到的行为相一致。此外，还详细探讨和分析了不同大小的磁场的影响。随着磁场的增加，表现出一个更平滑的极化的角度依赖性，表明磁和铁电之间的强相关性的订单。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Giant ferroelectric polarization and electric reversal of strong spontaneous magnetization in multiferroic Bi2FeMoO6
BiFeO $_3$是最著名的多铁性材料，但由于其反铁磁性，没有很强的自发磁化。研究表明，基于BiFeO $_3$的双钙钛矿结构Bi $_2$ FeMoO $_6$（空间群为R3（\#146））既能实现巨铁电极化，又能实现强自发磁化.我们的第一性原理声子谱确定，这种多铁性R3相是稳定的。系统的计算表明，该材料是自旋极化的半导体，禁带宽度为0.54 eV，铁电极化强度为85 $μ$ C/cm $^2$ .这种铁电性与BiFeO $_3$相当，但这里得到的是强亚铁磁性，每个分子式单元的净磁矩为2 $μ_B$，居里温度为650 K。铁电极化和磁易磁化轴均为赝立方[111]取向。进一步的分析表明，外加电场可以通过三步路径确定性地逆转宏观自发磁化。因此，我们认为这种Bi $_2$ FeMoO $_6$材料可以用于设计新的多功能材料和实现高性能器件。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity and strain effects in orthorhombic YMnO3 thin films
本文报道了反铁磁斜方晶YMnO_3外延[001]和[100]织构薄膜的介电性质及其在外延压应变下的变化。研究发现，在外加磁场作用下，弱应变YMnO 3薄膜的极化沿c轴方向可转换90度。当减小膜厚和增加外延应变时，铁电有序逐渐被抑制。结构，介电和磁性数据的分析表明，铁电性的抑制，当减少厚度是伴随着一个放大的比例a/b的正交结构的面内单元参数和净磁化的外观。所有结果都可以用正交晶系锰氧化物的多铁性相图来描述。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the coupling between applied stress and magnetism in a manganite thin film
我们用极化中子反射法测量了（La_（1-x）Prx）_（1-y）CayMnO_3（x = 0.60 \pm 0.04，y = 0.20 \pm 0.03）薄膜的磁化深度随外加弯曲应力的变化。从这些测量中，我们得到了一个耦合系数应变的深度相关的磁化。我们发现，沿磁易轴的压缩（拉伸）弯曲应力的应用程序增加（减少）的磁化膜。
2012-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cooling rate dependence of the antiferromagnetic domain structure of a single crystalline charge ordered manganite
本文用SQUID法研究了Nd $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$和Gd $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$单晶的低温相。Nd $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$在$T_{CO}$ = 245 K时发生电荷有序跃迁，在$T_N$ = 145 K时形成长程CE型反铁磁态。的直流磁化显示冷却速率的依赖性低于$T_N$，与弱的自发时刻。相关的过量磁化与CE型反铁磁结构中的未补偿自旋有关，并且与在这种状态下由轨道畴壁分离的完全轨道有序区域的存在有关。所观察到的冷却速率的依赖性被解释为是一个后果的轨道域状态引起的大的结构变化时发生冷却的重排。
2001-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Polarization-Magnetization Coupling in Visible Light Ferroelectric Double Perovskites
SRM Institute of Science and Technology（SRM科学技术学院）
本文提出KLaFeMoO₆和NaLaFeMoO₆两种A/A′有序双钙钛矿作为单相铁电光伏材料，通过第一性原理与AIMD模拟揭示其P2₁对称性、约1.8 eV可见光带隙及室温以上极化-磁化耦合翻转特性。
2025-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Domain-resolved room-temperature magneto-electric coupling in manganite-titanate heterostructures
提出了一个由（0 11）取向铁电Pb（Mg，Nb，Ti）O $_3$衬底和铁磁（La，Sr）MnO $_3$薄膜通过外延应变和逆压电效应紧密耦合组成的人工多铁性系统模型.小于6 kV/cm的电场脉冲序列被示出在锰氧化物膜中诱导大的可逆和可逆应变。磁滞回线表明，应变状态的变化导致磁各向异性的显着变化，从一个高度各向异性的双重磁对称性，以更各向同性的。磁各向异性的这种变化在多次循环后是可逆的，并且在零施加电场下是稳定的，并且伴随着电阻率的大变化。我们直接使用X射线光电子显微镜图像的双重和各向同性的磁性配置之间的变化，在一个单一的铁磁畴的规模作为施加电场脉冲的函数。作为电场的函数的畴反转过程的成像示出了用于磁化反转的能垒通过由铁电衬底产生的各向异性应变变化而急剧降低，如从自由能计算确定的高达70%。因此，一个电场脉冲可以用来“设置”和“重置”的磁各向异性取向和电阻状态的膜，以及降低所需的矫顽场反转磁化，显示了一个有前途的路线在室温下的多功能纳米结构的电场操纵。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Photo-magnetization in two-dimensional sliding ferroelectrics
光-物质相互作用是理解和操纵材料的几何和电子行为的关键途径之一，特别是二维材料，由于其高的表面积与体积比而具有光学可及性。在目前的工作中，我们集中在最近发现的二维滑动铁电材料，其中的平面外的电极化的强度可以切换与一个小的水平平移在一个层。结合对称性分析和第一性原理计算，我们预测光照射可以将非平衡磁矩注入到滑动铁电体中。这种磁矩由自旋和轨道自由度贡献组成。我们使用$\mathrm{ZrI}_2$、$\mathrm{WTe}_2$和$\mathrm{MoS}_2$双层铁电体来说明我们的理论。在中等光照射下，可以在这些系统中产生$0.1-1$ $μ_B$量级的非平衡磁矩，这也取决于入射光的偏振性质。此外，我们表明，这种光注入磁性改变其符号时，滑动偶极矩开关。这种光致磁化可以通过磁光方法（如克尔或法拉第效应）检测到，这是滑动铁电性的一个指标。因此，可以使用全光泵浦和探针装置来测量和检测微小的滑动铁电相。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Zeeman splitting and thermally excited polaron states on magneto-electrical and magneto-thermal properties of magnetoresistive polycrystalline manganite La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3
磁阻锰氧化物的自旋和电荷自由度之间的一些可能的连接进行了研究，通过彻底的实验研究的磁性（交流磁化率和直流磁化）和运输（电阻率和热导率）的属性。测量报告的情况下，以及表征多晶La_{0.8} Sr_{0.2} MnO_3样品。实验结果表明，相当强的场致极化效应在我们的材料，清楚地表明有序FM区域内的半导体相的存在。使用适合自发DC磁化的分析表达式，发现电阻率和热导率数据的温度和磁场依赖性通过基于两种机制的通用方案被很好地再现：（i）受塞曼分裂效应影响的依赖于磁化强度的自旋极化子跳跃，以及（ii）为了正确描述导电性较低区域的行为而必须考虑的适当定义的热激发极化子状态。利用实验测得的磁和电子局域化温度，我们分别得到了局域化长度（自旋极化子的尺寸）和有效极化子质量的估计值L=0.5nm和m_p=3.2m_e。
2007-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Staircase-like metamagnetic transitions in phase-separated manganites: influence of thermal and mechanical treatments
最近发现，在反铁磁，电荷和轨道有序的锰氧化物的锰亚晶格中的替代产生有趣的变磁性转变，由一系列由平台分开的尖锐的磁化步骤组成。表现出这种特征的化合物可以分为两类，这取决于它们是否对热循环效应敏感。在本研究中考虑了每个类别的一种化合物。本文报道了两种处理方法：高温退火和磨削。结果表明，这两种处理可以显着影响磁化步骤的现象。这些结果为我们提供了新的信息，这些磁化跳跃的起源。
2003-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization Distribution in the layered CMR Manganite La1.2Sr1.8Mn2O7 from Polarized Neutron Diffraction
在铁磁金属态的巨磁阻锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7，自旋密度分布基本上是在协议的标准图片，其中未成对电子占据三个t2g轨道，dxy，dyz，和dxz。然而，我们发现在100 K和220 K下，在顶端O（2）氧原子上的自旋密度很小，约为总Mn自旋的4%，我们认为这是由于共价效应。令人惊讶的是，我们没有发现其他顶端氧O（1）上的自旋的证据，这表明Mn eg电子沿c轴的分布是高度各向异性的。
2002-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Bulk magnetoelectricity in the hexagonal manganites and ferrites
在六方晶系锰氧化物RMnO $_3$中，不适当的铁电性（三聚）导致耦合结构和磁涡旋的网络，其诱导畴壁磁电性和磁化，然而，两者都不发生在体中。在这里，我们结合了第一性原理计算，群论技术，和微观自旋模型，以显示如何三聚不仅诱导极化，而且体磁化和体磁电（ME）效应。这导致存在体线性ME涡旋结构或体ME耦合，使得如果极化方向反转，则磁化也反转。为了测量预测的ME涡旋，我们建议在大磁场下使用RMnO $_3$。我们建议一个家庭的材料，六方RFEO $_3$铁氧体，也显示在其基态的预测现象。
2013-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measuring magnetic profiles at manganite surfaces with monolayer resolution
基于锰氧化物的磁性隧道结（MTJ）的性能受到结界面处存在的磁化强度降低的影响，这最终导致注入电流的自旋极化;这种行为归因于磁性“死层”，其通常将几个单元电池延伸到锰氧化物中。共振条件下的X射线磁散射（XRMS）是一种最具创新性和有效的技术，以提取表面或界面磁化分布与亚纳米分辨率，最近才被应用于氧化物异质结构。在这里，我们提出了我们的方法来表征这种异质结构的表面和界面的磁化，使用XRMS技术，在BEAR光束线（Elettra同步加速器，的里雅斯特）进行。在镜面反射几何形状中进行测量，切换光的左/右椭圆偏振以及散射平面中的磁化方向。为了更好地分析干涉现象，针对至少四个不同的掠射角跨Mn L2，3边缘收集光谱。所得的反射率光谱已被仔细地拟合，以获得磁化曲线，尽可能减少自由参数的数量。在感兴趣的频率范围内的样品（折射率的实部和虚部）的光学常数，通过在两个磁化状态和随后的Kramers-Kronig变换的吸收测量，允许在不同温度下的磁化曲线的定量拟合。我们将这种方法应用于研究在SrTiO 3（001）衬底上生长的La 2/3Sr 1/3 MnO 3（001）外延薄膜的暴露于空气的表面。
2009-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric-field control of the perpendicular magnetization switching in ferroelectric/ferrimagnet heterostructures
本研究通过操纵PZT/CoGd异质结构中电场驱动的极化，利用界面氧离子迁移调制Co/Gd亚晶格相对磁化，实现了亚铁磁体垂直净磁化的非易失性翻转，为低功耗自旋电子器件提供了新方法。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnet/Insulator/Ferroelectric nanometer multilayer for multiferroictronics
采用Stoner-Wohlfarth（SW）模型和Landau理论研究了铁磁/绝缘体/铁电（FM/I/FE）多层膜的场致磁化强度和极化强度的变化。已经发现，随着由场在FM/I/FE结构中引入的应力，磁化和极化状态都可以被显著地修改，并且它们的状态的组合可以是多种状态。这些结果证明了将自旋电子学和铁电学结合到多铁电子学中的可行性。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Phase coexistence and resistivity near the ferromagnetic transition of manganites
氧空穴在顺磁相中配对成重双极化子，在铁磁相中它们的磁对断裂[所谓的载流子密度崩塌（CCDC）]解释了掺杂锰氧化物中的一阶铁磁相变、庞磁电阻（CMR）、同位素效应和赝能隙。在这里，我们提出了一个相共存的解释和描述的磁化强度和电阻率的锰氧化物附近的铁磁转变的框架中的CCDC。本文利用远离相变点的实验介电常数和实验磁化强度，在没有任何拟合参数的情况下，获得了电阻率的定量描述，基本上与模型无关。
2006-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The enhancement of phase separation aspect in electron doped manganite Ca0.8Sm0.16Nd0.04MnO3
镧系元素的复合掺杂导致这些化合物的物理性质中的各种相分离效应的增强。以Ca_（0.8）Sm_（0.16）Nd_（0.04）MnO_3为模型，研究表明，在TS ~ 158 +-4 K温度下，顺磁性半金属相到反铁磁性半金属相的一级结构相变的特征是磁化强度的突然下降，热膨胀的异常DL/L = 10 ~（-4）和大的潜热DQ = 610 J/mol.在低于TS的一定温度范围内，由于场致一级相变，高场磁化呈现滞后变磁行为。交流磁化率，磁化强度和电阻率的数据表明，而在低温下在Ca 0.8Sm 0.16 Nd 0.04 MnO 3的非均匀状态。金属-绝缘体转变发生在TMI ~112 +-3K，伴随着磁化强度的阶梯状增加。这些特征可以归因于电子从相邻的反铁磁矩阵的“海绵”的集群进行铁磁有序。
2003-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
