Ferroelectricity in spiral magnets
最近观察到，表现出最引人注目的多铁性现象的材料是受抑自旋密度波磁体。我们提出了一个简单的唯象理论，它描述了各种无公度磁态的诱导电极化的强度的取向，它对温度和磁场的依赖性，以及磁转变时介电磁化率的异常。我们表明，电极化的强度可以在畴壁和磁涡旋携带电荷。
2005-10-26 cond-mat.str-el
Displacive-type ferroelectricity from magnetic correlations within spin-chain
在非d 0系统中观察到的铁电性，长期以来被认为是一个不切实际的概念，在过去的十年中，导致了各种解释机制的建议（即磁感应铁电性）。在这里，我们提供了一个位移型的铁电性可能涉及磁性离子由于短程磁相关的自旋链内，通过演示的磁电耦合在Haldrons自旋链化合物Er 2BaNiO 5远远高于其Néel温度（TN=）32 K。有一个明显的证据电极化的强度设置在60 K附近，有一个证据，从其他实验方法的短程磁相关。拉曼研究还建立了在相同的温度（T）范围内的声子模式的软化和T依赖的X射线衍射（XRD）图案也揭示了晶格参数异常。基于密度泛函理论的计算建立了位移分量（类似于d 0-ness）作为来自（磁性）NiO 6链的铁电性的根本原因，从而提供了一种新的途径来搜索接近室温的类似材料以实现应用。
2014-07-10 cond-mat.str-el
Magnetism-driven ferroelectricity in spin-1/2 $XY$ chains
在自旋为1/2 $XY$的精确可解链的框架下，讨论了Katsura-Nagaosa-Balatsky（KNB）机制下的磁电效应.由于我们考虑的三自旋相互作用，即使在没有磁（电）场的情况下，磁化（极化）也会受到电（磁）场的影响。我们还讨论了磁电热效应，考察了在磁场或/和电场的等温变化下的熵变化。
2015-07-23 cond-mat.str-el
Spin-driven ferroelectricity and possible antiferroelectricity in triangular lattice antiferromagnets ACrO2 (A = Cu, Ag, Li, or Na)
研究了三角晶格反铁磁体ACrO2（A= Cu、Ag、Li或Na）的介电和磁性能之间的相关性，该反铁磁体具有120度螺旋自旋结构和易轴各向异性.对于具有铜铁矿结构的A= Cu和Ag化合物，铁电极化出现在螺旋自旋序上，这意味着铁电性和螺旋自旋结构之间的强耦合。另一方面，对于具有有序岩盐结构的A = Li和Na化合物，没有极化，但可以观察到的螺旋自旋有序的介电常数的明显异常。没有极化可以解释为具有相反自旋矢量手征的Cr3+层交替堆叠引起的反铁电态。这些结果意味着，三角形堆叠的三角晶格系统与120度的自旋结构可以是多铁性的，而不管它们的磁各向异性。
2008-01-24 cond-mat.str-el
Magentically-Induced Lattice Distortions and Ferroelectricity in Magnetoelectric GdMnO3
在这项工作中，我们研究了磁场依赖于银八面体旋转（倾斜）和B2 g对称伸缩模频率在不同温度下。我们在10 K的场相关拉曼研究解释了磁致铁电相变的离子位移性质。Ag倾斜的频率变化与Mn-Gd自旋排列的稳定性一致，产生了基于逆Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁电性开始的必要条件。在铁电相变时B2 g模频率的变化也证明了Jahn-Teller协同作用的作用。这种频率变化允许估计铁电相变时氧位置的偏移和480 μC/m2的相应自发极化，这与先前报道的单晶值一致。我们的研究还证实了在最低温度下存在大的磁滞现象，这是磁致伸缩的一种表现。
2011-11-21 cond-mat.str-el
Falicov-Kimball model and the problem of electronic ferroelectricity
利用密度矩阵重整化群方法研究了无自旋Falicov-Kimball模型中电子铁电性的可能性。该模型研究了广泛的参数，包括弱和强相互作用以及对称和非对称的情况下。在所有检查的情况下，$<d^{+}f>$ -期望值消失的消失杂交$V$，表明无自旋Falicov-Kimball模型不允许铁电基态与自发极化。
2001-09-26 cond-mat.str-el
Magnetically induced Ferroelectricity in Bi$_2$CuO$_4$
四元氧化铜Bi $_2$ CuO $_4$具有不寻常的晶体结构，具有良好分离的CuO $_4$片的三维网络。这种材料最近被预测主机电子激发与非常规的频谱和自旋结构的磁有序状态出现在T $_N$ $\sim$ 43 K仍然存在争议。在这里，我们提出的比热，磁和介电性能的Bi $_2$ CuO $_4$单晶的浮区技术，结合极化中子散射和高分辨率X射线测量的详细研究结果。我们的极化中子散射数据表明，铜自旋平行于$ab$平面。在长程反铁磁有序的起始点以下，我们观察到由外加磁场引起的电极化的强度，这表明Cu自旋的有序态引起的反转对称性破缺。对于施加垂直于四极轴的磁场，自旋诱导铁电性解释的线性磁电效应，发生在一个亚稳态的磁性状态。由平行于四极轴的场引起的相对小电极化的强度可能指示Bi $_2$ CuO $_4$中更复杂的磁有序。
2017-03-06 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic spin cantings as a driving force of ferroelectricity in multiferroic Cu2OSeO3
立方手征磁体Cu_2OSeO_3的铁电性质是由反铁磁倾斜引起的自旋非共线引起的。这些倾斜是Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果，在许多方面类似于弱铁磁体中的铁磁倾斜。导出了局部电极化的强度的表达式，其中包括具有磁化强度梯度M（r）的项。当在晶体上平均时，电极化的强度具有与晶体点群23的各向异性相关联的非零部分。在微观理论的框架下，它表明，无论是标量和矢量的自旋，（s1。s2）和[s1 × s2]可以在电极化的强度中给出相同数量级的贡献。
2016-08-10 cond-mat.str-el
Giant improper ferroelectricity in the ferroaxial magnet CaMn7O12
在菱方晶系CaMn_7 O_（12）中，当温度低于TN_1 = 90 K时，由无公度螺旋磁结构引起的反常铁电极化强度为2870 μ Cm ~（-2）。发现电极化的强度被限制在晶体结构的高对称性三重旋转轴上，垂直于磁矩的面内旋转。的多铁性解释的铁轴耦合机制，这在CaMn 7 O 12引起最大的磁感应，电极化的强度测量到目前为止。
2011-10-20 cond-mat.str-el
Relationship between ferroelectricity and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroics and the effect of bond-bending
我们研究了多铁性的微观机制，特别是使用“自旋电流”模型（Hosho Katamoto，Naoto Nagaosa和Aleander V. Balatsky，Phys. Rev. Lett. 95，057205（2005））。从一个具有螺旋自旋的系统出发，求解了电子波函数的形式，并分析了它们的特性。铁电性与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的关系（I. Dzyaloshinskii，J.Phys.Chem.Solids4，241（1958）和T. Moriya，Phys.Rev.120，91（1960））是明确建立的。电极化的强度与磁序波矢之间也有简单的关系。最后，我们证明了过渡金属氧化物中存在的键弯曲可以增强铁电性。
2008-04-28 cond-mat.str-el
Nature of the magnetic order and origin of induced ferroelectricity in TbMnO$_3$
磁结构赋予TbMnO $_3$与其多铁性的基础上，全面的软X射线共振散射（XRS）研究已重新评估。XRS的选择性促进了各种贡献的分离（Mn $L_2$边缘，Mn 3d矩; Tb M $_4$边缘，Tb 4f矩），而其随方位角的变化提供了不同傅立叶分量的矩方向的信息。当数据与详细的群论分析相结合时，28 K下的铁电转变出现了新的图像。而不是被驱动的从共线到非共线的磁结构的过渡，如先前所假设的，它示出发生在两个非共线结构之间。
2009-10-20 cond-mat.str-el
Pressure induced enhancement of ferroelectricity in multiferroic $R$Mn$_2$O$_5$($R$=Tb,Dy, and Ho)
在$R$ Mn $_2$ O $_5$（$R$ =Tb、Dy和Ho）上进行铁电极化和介电常数的测量，其中施加的流体静压力高达18 kbar。在环境压力下，在两个物理性质的温度曲线中观察到明显的异常，在临界温度下标记的长程AFM顺序（T $_{N1}$），铁电性（T $_{C1}$）以及在温度时，在极化，介电常数和自旋波可磁化率的异常变化已被报道。特别是，在低温下的介电常数（T $_{C2}$），与铁电极化和不相称的磁结构的下降相关联的步骤，被证明是突然淬火后，通过一个$R$依赖的临界压力。这被证明是与高铁电极化状态的稳定，这是符合相称的磁结构。观察建议是由于压力引起的相变成相称的磁结构的压力-温度（$p$ - $T$）在这项工作中构建的相图为例。测定了所有三种化合物的$p$ - $T$相图。
2007-07-02 cond-mat.str-el
Coupling ferroelectricity with spin-valley physics in oxide-based heterostructure
自旋和谷物理的耦合被认为是下一代自旋电子和谷电子器件的一条有前途的路线。在谷电子应用的工程功能特性的目的，我们专注于铁电异质结构BiAlO 3/BiIrO 3，其中三角晶场，层自由度和自旋轨道耦合之间的复杂相互作用介导一个强大的自旋谷耦合。此外，我们表明，铁电性提供了一个非易失性的处理来操纵和切换新兴的谷对比自旋极化。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chirality-driven ferroelectricity in LiCuVO$_4$
手性或物体的旋向性在生命科学、生物学、化学和物理学中具有重要意义。它也是显示自旋螺旋基态的受抑磁体的主要对称成分。矢量手征相位，与扭曲（无论是时钟或逆时针）之间的相邻自旋有序，但与相邻自旋之间的角度无序，已预测近50年前。然而，实验证据是罕见的和有争议的。在这里，我们提供了实验证据，这样一个阶段的LiCuVO $_4$，一个一维的量子磁体与竞争的铁磁和反铁磁相互作用。矢量手征态是通过一个有限的铁电极化产生的温度远高于表现出远程三维自旋螺旋和极性顺序的多铁性相。随着温度的升高，自旋序在TN处被抑制，而手性长程序仍然存在，在外部磁场的存在下留下了具有手性驱动的铁电性的温度窗口。
2018-12-19 cond-mat.str-el
Multiferroicity in an organic charge-transfer salt: Electric-dipole-driven magnetism
多铁性材料表现出电自由度和磁自由度的同时有序性，无论从学术角度还是从技术角度来看，都是一种引人注目的材料。多铁性的一个突出机制是自旋驱动的铁电性，通常在具有螺旋自旋序的阻挫反铁磁体中发现。在那里，与传统的铁电体类似，电偶极是由离子的偏心位移产生的。然而，最近一种不同的机制，即纯电子铁电性，其中电荷顺序打破反转对称性，引起了相当大的兴趣。在这里，我们提供的证据，这种奇特的类型的铁电性，伴随着反铁磁自旋顺序，在一个二维的有机电荷转移盐，从而代表了一类新的多铁性。对于电子铁电体，偶极和自旋序几乎同时出现。这可以归因于铁电有序引起的自旋阻挫的损失。因此，这里的自旋序是由铁电性驱动的，与螺旋磁体中的自旋驱动铁电性形成鲜明对比。
2011-11-24 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Driven Ferroelectricity
提出了一个用局部坐标表示配体八面体倾斜的一般公式，计算了具有非极性八面体旋转的过渡金属离子链的电极化的强度.我们发现配体旋转产生的轨道有序和自旋有序共同决定了极化的特征，表明在共线自旋有序中出现非零极化，而在摆线有序中极化方向不再局限于自旋旋转平面内.
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possibility of Combining Ferroelectricity and Rashba-like spin splitting in Monolayers of 1T-type Transition-Metal Dichalcogenides MX2
采用第一性原理计算研究了具有扭曲八面体配位的过渡金属双硫族化合物MX 2（M = Mo，W; X = S，Se，Te）单分子膜中自旋极化电子态与铁电极化之间的耦合.其中，前者的结构畸变伴随着一个不适当的铁电相，它持续在单层极限。可切换的拉什巴一样的自旋极化功能预测在三聚多型体，它可以通过作用于其铁电性能永久调谐。极性的三聚体结构被发现是稳定的1 T-MoS 2，而非极性的多型与锯齿形金属簇预计稳定的其他过渡金属d2金属离子的二硫属化物。
2016-10-02 cond-mat.str-el
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
Ferroelectricity driven by magnetism in quasi-one-dimensional Ba9Fe3Se15
准一维自旋链系统中的自旋诱导铁电性与三维系统中的自旋诱导铁电性有着本质的不同，但人们对这一现象的了解还很少。在这里，我们报告的铁电性驱动的一个倾斜的螺旋自旋顺序和它的奇异动力学自旋链化合物Ba9Fe3Se 15。结果表明，在TN = 14 K时，自旋诱导极化已经发生，并表现出远高于长程自旋有序（LRSO）的磁电耦合行为.极化实体随着温度的降低而生长，其动态响应逐渐减慢，并渗透到整个晶格中，在TN处形成3D铁电性。我们的结果表明，短程自旋序（SRSO）的解耦链中发挥了关键作用的奇异动力学在这个降维系统。Ba_9Fe_3Se_（15）是迄今为止由于SRSO的形成而在LRSO温度以上表现出电极化的强度的唯一实例。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Peierls transition, ferroelectricity, and spin-singlet formation in the monolayer VOI$_2$
利用密度泛函理论和Hubbard模型的密度矩阵重整化群方法，系统地研究了具有\it电子构型的单层VOI $_2$.我们的声子计算表明，正交$Pmm2$ FE-II相是最有可能的基态，涉及沿$a$轴的铁电畸变和沿$b$轴的V-V二聚化。具体地说，“伪Jahn-Teller”效应引起的空V（$d_{xz/yz}$和$d_{3z^2-r^2}$）和O $2p$状态之间的耦合提出的机制，从顺电相稳定的铁电畸变。此外，半填充的金属$d_{xy}$带沿$b$ -轴显示Peierls不稳定性，诱导V-V二聚化。我们还发现，由于在基态形成了近解耦的自旋单线态，沿V-V链存在很短距离的反铁磁耦合。
2021-02-23 cond-mat.str-el
Magnetic ordering in pressure-induced phases with giant spin-driven ferroelectricity in multiferroic TbMnO3
为了阐明TbMnO 3中压力/磁场诱导巨铁电极化的机制，本文研究了温度、磁场和压力变化所引起的磁有序的变化。这是通过在高压和高磁场下采用单晶进行中子衍射分析来完成的。发现旋轮结构的无公度磁有序在低于报道的临界压力4.5 GPa时保持稳定。与此相反，一个相称的E型自旋有序的Mn自旋和非共线配置的Tb自旋与k=（0，1/2，0）出现在4.5 GPa以上。在压力下沿a轴（H_{||a}）施加磁场在Tb自旋高于H_{||a}的情况下诱导k=（0，0，0）的反铁磁结构，增强铁电极化，而Mn自旋的E-型有序即使在临界场以上也是稳定的。从目前的实验结果，我们得出结论，锰自旋的E型有序通过交换伸缩机制诱导巨铁电极化。H_{||a}诱导的极化增强可以通过考虑极化，减少了极序的Tb矩在零场，可以恢复通过场诱导的变化到非极性k=（0，0，0）排序在H_{||a} ~ 2 T。
2019-03-04 cond-mat.str-el
Ferroelectricity induced by ferriaxial crystal rotation and spin helicity in a B-site-ordered double-perovskite multiferroic In2NiMnO6
我们已经进行了介电测量和中子衍射实验的双钙钛矿In 2NiMnO 6。在TN = 26 K以下的多晶样品中观察到铁电极化，P ~ 30 μC/m2，发生磁相变。中子衍射实验表明，在TN下方出现了一个复杂的非共线磁结构，它具有“摆线”和“适当螺旋”分量，其无公度传播矢量k =（ka，0，ks; ka ~ 0.274，ks ~ -0.0893）。所建立的磁点群21'意味着宏观铁电极化沿单斜b轴。最近的理论的基础上的逆Dzyaloshinskiii-Moriya效应，使我们能够指定两个不同的贡献的极化In 2NiMnO 6。其中一个与摆线分量p1 ~ rij x（Si x Sj）有关，另一个与真螺旋分量p2 ~ [rij（Si x Sj）]A有关。后者是通过自旋螺旋度和“ferriaxial”晶体旋转与宏观铁轴矢量A，B-网站有序的钙钛矿系统与面外八面体倾斜的特性之间的耦合来解释的。
2019-03-01 cond-mat.str-el
Ferroelectricity from spin supercurrents in LiCuVO4
利用极化中子研究了铁电阻挫自旋1/2链材料LiCuVO_4在外加电场和磁场中的磁结构。的对称性和平均场分析的数据排除了静态Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在，而交换收缩被证明是可以忽略不计的，由我们的比热测量。实验观察到的磁电耦合是在一个纯粹的电子机制的基础上自旋超电流的预测非常一致。
2011-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Ferroelectricity and Frustration
除了铁电性的常规分类之外，存在一类材料，其中电子自由度和电子相互作用直接导致电极化的强度和铁电转变。这被称为电子铁电性。本文从阻挫的角度对电子铁电性进行了综述。介绍了自旋驱动铁电材料（最近被称为多铁性材料）的实验和理论研究。由竞争磁相互作用引起的自旋挫折对于这种类型的铁电性是最重要的。综述了电荷驱动的铁电性，其中电子电荷有序引起电极化的强度。通过大量的实验和理论研究发现，由于受抑几何结构引起的电荷涨落对层状铁氧化物的电子铁电性起着至关重要的作用。
2009-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proposal for midinfrared light--induced ferroelectricity in oxide paraelectrics
我表明，一个非平衡顺电铁电过渡可以诱导使用中红外脉冲。这依赖于顺电材料的最低（PDMATHABMP_z $}}$）和最高（$Q_{\textrm{h$ _x $}}$）频率红外活性声子模式之间的四次PDMATHABMM_z PDMATHABMN_x $}}^2$耦合。密度泛函计算表明，耦合常数$l$为负，当$Q_{\textrm{h$ _x $}}$模外泵浦时，$Q_{\textrm{l$ _z $}}$模软化.沿$Q_{\textrm{l$ _z $}}$坐标的整流，稳定的非平衡铁电状态仅发生在泵脉冲的电场的临界阈值以上，表明这是一个非微扰现象。光与$Q_{\textrm{h$ _x $}}$模式之间耦合的第一性原理计算表明，在应变KTaO $_3$的代表性情况下，可以通过具有17 MV cm $^{-1}$的峰值电场和2 ps的持续时间的中红外脉冲诱导铁电性。此外，其他奇数阶非线性耦合使得可以任意关闭光致铁电态，使这种技术适用于全光器件。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge order in LuFe2O4: an unlikely route to ferroelectricity
我们提出的电荷有序的LuFe 2 O 4的晶体结构的细化，单晶X-射线衍射数据的基础上。不同的Fe价态的安排，确定与键价和分析，对应于堆叠的带电Fe双层，与极性双层先前建议。这种安排是由X射线磁性圆二色光谱，这也证明了一个强大的电荷-自旋耦合的分析支持。非极性双分子层与基于电荷序的铁电性不一致。
2012-05-03 cond-mat.str-el
General Theory for the Ferroelectric Polarization Induced by Spin-Spiral Order
三角晶格反铁磁体的铁电极化是由螺旋自旋-螺旋序引起的，现有的磁序驱动的铁电性模型无法解释这种现象。我们解决了这个问题，通过开发一个一般的理论自旋螺旋顺序诱导的铁电极化，然后通过评估所需的系数，以指定的一般理论的基础上的密度泛函计算。我们的理论正确地描述了由螺旋自旋螺旋序驱动的三角晶格反铁磁体的铁电性，并将已知的磁序驱动的铁电性模型作为特例。
2011-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin liquid and ferroelectricity close to a quantum critical point in PbCuTe$_2$O$_6$
相互作用的自旋之间的几何挫折与强烈的量子涨落相结合，破坏了长程磁序，有利于更奇特的状态，如自旋液体。根据这一指导原则，在准二维（准2D）系统中确定了一些自旋液体候选系统。然而，对于3D来说，情况就不那么有利了，因为量子涨落减少了，竞争态变得更加相关。在这里，我们报告了一个全面的研究的热力学，磁性和介电性能的单晶和压制粉末样品的PbCuTe $_2$ O $_6$，一个候选材料的三维挫折量子自旋液体具有hyperkagome晶格。而低温性能的粉末样品是一致的，最近提出的量子自旋液体状态，一个更奇异的行为被揭示为单晶。这些晶体在$T_{\text{FE}} \approx 1\,\text{K}$处显示出铁电有序性，伴随着强烈的晶格扭曲和修改的磁响应-仍然与量子自旋液体一致-但具有明确的量子临界行为指示。
2021-11-19 cond-mat.str-el
Theory of magnetic switching of ferroelectricity in spiral magnets
以TbMnO 3和DyMnO 3为例，提出了自旋螺旋多铁性材料中电极化的强度（P）磁开关的微观理论.我们通过精确自旋模型的蒙特卡罗模拟再现了它们在磁场H_ex下的相图，揭示了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用、自旋各向异性和自旋交换之间的竞争受外加H_ex的控制，导致了伴随着P重取向或消失的磁转变。我们还讨论了所提出的机制与许多其他多铁性材料如LiCu_2 O_2，MnWO_4，Ni3V2O4
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Instability of the chiral phase and electronic ferroelectricity in the extended Falicov--Kimball model
我们考虑一个无自旋的扩展Falicov-Kimball模型在半填充，相反的宇称带的情况下。在Hartree-Fock方法，我们计算的激发能的手征相，这是一个可能的平均场的解决方案中存在的杂化。结果表明，手性相是不稳定的。然后，我们简要回顾了激子绝缘体相的稳定性和简并性的累积结果。基于这些，我们得出结论，存在的杂化和窄带跳变所需的电子铁电性。
2013-03-03 cond-mat.str-el
Electronic Ferroelectricity in the Falicov-Kimball Model
通过将Falicov-Kimball模型（FKM）的强耦合极限映射到具有磁场的$xxz$自旋1/2模型中，证明了在FKM模型的解中存在自发电极化的强度.通过这种方式，我可以确定强相互作用模型的相图，该相图显示了向包含两个阶段的混合价态的转变：轨道有序和激子的玻色-爱因斯坦凝聚，其中激子具有内置的电极化的强度。将所得结果推广到了中间耦合和弱耦合的情形。
2004-02-26 cond-mat.str-el
Strong Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Origin of Ferroelectricity in Cu2OSeO3
通过密度泛函计算，我们调查的Skyrmion状态和铁电性在Cu 2 OSeO 3的起源。我们发现两种不同的铜离子之间的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用非常强，并诱导螺旋基态和skyrmion态在磁场的存在下，分别。基于自旋有序诱导极化的一般模型，我们提出了Cu_2OSeO_3在共线亚铁磁态的铁电极化是由一种不寻常的机制引起的，即，由于自旋轨道耦合的单自旋位置贡献。
2012-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak-coupling Treatment of Electronic (Anti-)Ferroelectricity in the Extended Falicov-Kimball Model
本文研究了无限维局域（f-）电子有限带宽（跳跃$t_f$）扩展的（无自旋）Falicov-Kimball模型，在半填充的小局域带间库仑关联$U$的弱耦合极限下.在导电带和f带重叠的情况下，可能存在不同类型的有序解，即电荷密度波（CDW）序、电子铁电性（EFE）和电子反铁电性（EAFE）。计算作为模型参数和温度的函数的序参量。存在从CDW相到EFE相或EAFE相的一级相变。计算总能量以确定热力学稳定的溶液。计算了量子相图。
2008-02-13 cond-mat.str-el
Reentrance of spin-driven ferroelectricity through rotational tunneling of ammonium
量子效应从根本上在宏观系统中产生奇异的物理现象，从而推动下一代技术应用。在含氢材料中普遍存在着代表分子平动运动量子现象的转动隧穿。然而，它在实现宏观物理性质方面的直接表现是难以捉摸的。在这里，我们报告了在低压下的可重入铁电性的观察介导的铵离子的旋转隧道分子为基础的（NH $_4$）$_2$ FeCl $_5 \cdot$ H $_2$ O。施加一个小的压力导致从自旋驱动的铁电性的顺电性与共线磁相的稳定相一致的过渡。这种转变是由于氢键波动通过旋转隧道铵基团的理论计算支持。更高的压力提升量子涨落，并导致一个可重入的铁电相伴随着另一个无公度的磁相。这些结果表明，旋转隧穿作为一种新的途径来控制磁相关性质的软磁体，开辟了道路，设计多功能材料和实现潜在的量子控制。
2021-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-spiral states in undoped manganites
具有螺旋自旋结构的钙钛矿锰氧化物的多铁性行为的实验观察需要澄清这些磁态的起源及其与铁电性的关系。我们表明，自旋螺旋相位与对角波矢，也存在E型相位的中间值的洪德规则和Jahn-Teller耦合的轨道有序和绝缘状态的标准两带模型哈密顿锰氧化物。我们的研究结果支持铁电性的自旋电流机制，并提出了一种替代观点，以早期的结论，令人沮丧的超交换耦合是至关重要的，以获得自旋螺旋状态。
2010-07-14 cond-mat.str-el
Ferroelectricity from iron valence ordering in rare earth ferrites?
本文综述了LuFe2O4和结构相关的稀土铁氧体中电荷有序化引起的多铁性的可能性。最近的铁电性的宏观指标和耦合自旋和电荷顺序的微观测定的实验工作表明，这种情况并不成立。理解实验观察到的电荷和自旋序的起源将需要进一步的理论工作。最近在这些材料的研究，如几何挫折效应，可能的电场诱导的过渡，或轨道顺序的其他方面也简要处理。
2013-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity in the Magnetic E-Phase of Orthorhombic Perovskites
我们发现，正交钙钛矿锰氧化物和镍酸盐的自旋锯齿形链E相的对称性允许有限的铁电极化的存在。所提出的微观机制是独立的自旋轨道耦合。我们预测，由E-型磁序诱导的极化可以潜在地增强高达两个数量级相对于在螺旋磁相的TbMnO 3和类似的多铁性化合物。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
CdV2O4: A rare example of a collinear multiferroic spinel
通过研究几何阻挫尖晶石CdV_2 O_4的介电性质，我们观察到铁电性在共线反铁磁基态的转变。在这种多铁性尖晶石中，铁电性是由局部磁致伸缩驱动的，而不是由更常见的螺旋磁性驱动的。实验结果证实了从头计算的电极化的强度和基本的自旋和轨道顺序。结果指向电荷重排由于二聚，其中电子相关性和接近绝缘体-金属过渡起着重要的作用。
2010-09-21 cond-mat.str-el
Reversible giant out-of-plane Rashba effect in two-dimensional Ga$XY$ ($X$= Se, Te; $Y$= Cl, Br, I) compounds for persistent spin helix
铁电性和自旋轨道耦合（SOC）在非中心对称系统中的共存可以允许通过经由公知的铁电Rashba效应（FRE）切换铁电极化来非易失性地控制自旋自由度。尽管铁电体系统中的铁电损耗已被广泛观察到，但在二维铁电系统中的铁电损耗却很少被发现。基于第一性原理计算，辅以$\vec{k}\cdot\vec{p}$分析，我们报道了Ga $XY$（$X$ = Se，Te; $Y$ = Cl，Br，I）单层化合物中FRE的出现，这是一类具有面内铁电性的新型二维材料.由于大的面内铁电极化，在最高的价带中观察到巨大的面外Rashba效应，在动量空间中产生单向的面外自旋织构。重要的是，这样的面外自旋纹理，它可以托管一个长寿命的螺旋自旋模式，称为持久的自旋螺旋，可以完全逆转，通过切换方向的面内铁电极化。因此，我们的研究结果可以为二维材料中单向面外Rashba效应和面内铁电性之间的相互作用开辟途径，这对于高效和非易失性自旋电子器件是有用的。
2021-06-20 cond-mat.str-el
Ordering process and ferroelectricity in a spinel derived from FeV2O4
已知尖晶石FeV 2 O 4表现出特殊的物理性质，这通常归因于两种阳离子的不寻常存在，这两种阳离子显示出自旋、轨道和晶格自由度之间的显著相互作用（分别在四面体和八面体位置上的Fe 2+和V3+）。本工作报告的实验重新调查这种材料的基础上广泛的技术组合，包括X射线衍射，能量色散和穆斯堡尔谱，以及磁化，热容，介电和极化测量。特别注意的是，首先要建立确切的阳离子组成的调查样品，这被发现是Fe1.18V1.82O4。所有的物理性质都指出了一个复杂的有序化过程，在TS = 138 K时发生结构转变，然后在TN 1 = 111 K和TN 2 = 56 K时发生两个连续的磁结构转变。后一个转变标志着电极化的强度的出现，详细分析了磁化数据，讨论了T<TN 2时磁态的性质。考虑到两个自旋耦合，以及Jahn-Teller效应和自旋轨道稳定机制，提出了一个整体的解释的转变序列。最后，在最近的模型的基础上，在Fe 1.18V 1.82O4的铁电性的起源进行了讨论。
2012-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Dielectric Fluctuation in an Electronic Ferroelectricity studied by Variational Monte-Carlo Method
研究了无反转对称的电荷序驱动电极化的强度的电子铁电体的电子结构和介电性质。以层状铁氧化物为背景，研究了量子涨落对三角晶格铁电性的影响，采用Gutzwiller型关联因子，用变分Monte-Carlo方法研究了三种扩展的V-t模型.结果表明，对应于层间极化波动的三角形层之间的电子转移促进了与电极化的强度相关的三重电荷序。这一结果与氢键型铁电性和量子顺电氧化物中通常的量子涨落方式形成了鲜明的对比。电子的自旋自由度和层状铁氧化物的真实晶体结构进一步稳定了极性电荷有序态。层状铁氧化物的数值结果的影响进行了讨论。
2010-06-15 cond-mat.str-el
Complex nature of magnetic field-induced ferroelectricity in GdCrTiO5
这项工作显示了一个非常规的路线自旋驱动铁电性起源于亚稳磁场诱导的铬亚晶格在钆时刻的存在下，在低温下倾斜。与同结构的钕化合物相比，其磁性和磁电效应有明显的不同。我们提出的结果，彻底调查的温度和磁场依赖的磁化以及交流和直流磁化率。这些散装测量的补充本地探测光谱利用电子自旋共振和μ子自旋旋转/弛豫探测铬时刻。铁电秩序推断从热电和磁电流测量。只有当系统在超过10 kOe的外加磁场中冷却时，GdCrTiO 5才显示出约10 K的热电流信号。一个独特的自旋驱动的铁电秩序揭示在这种状态下的温度低于10 K，这可以通过改变磁场方向和极性的电场切换。但是，磁性测量没有显示出长程磁性有序的明显特征。在没有任何元磁行为的情况下存在这种元磁电型行为在文献中是罕见的。我们的显微光谱结果表明，在10 K附近的磁性能的显着变化。可能存在Gd和Cr矩之间的交换挫折，这阻止了在进一步高温下的长程磁有序。低于10 K，弱磁有序发生由于晶格畸变，这有助于磁介电耦合的挫折最小化。然而，非极性失真达到可观的值后，应用磁场超过10千欧打破空间反转对称，这产生铁电性。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Ising magnetism and ferroelectricity in Ca$_3$CoMnO$_6$
本文用$ab$ $initio$电子结构计算和X射线吸收光谱研究了Ca $_3$ CoMnO $_6$的伊辛链磁性和铁电性的起源。我们发现Ca $_3$ CoMnO $_6$在自旋链中具有交替的三角棱柱Co $^{2+}$和八面体Mn $^{4+}$位置。Co $^{2+}$和Mn $^{4+}$都处于高自旋态。此外，Co $^{2+}$具有1.7 $μ_B$的巨大轨道矩，这是造成显著伊辛磁性的原因。中心对称的晶体结构，迄今为止已知的计算是不稳定的交换收缩在实验观察到的$\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow$反铁磁结构的伊辛链。计算的Co-Mn距离的不等价性解释了铁电性。
2008-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rare earth magnetism and ferroelectricity in RMnO3
磁性稀土元素R已被证明对正交晶系锰氧化物RMnO 3的多铁性具有显著的影响。以前的结果从同步加速器的X射线散射实验的重新检查表明，相邻的R和Mn离子之间的对称交换伸缩可以占DyMnO 3的铁电极化的增强，以及磁场诱导的铁电性在GdMnO 3。一般来说，将第二磁性物质添加到多铁性材料可为增强其铁电性质的途径。
2009-05-25 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic inversion symmetry breaking and ferroelectricity in TbMnO3
TbMnO_3是一种正交晶系的绝缘体，在温度T_N < 41K时的无公度自旋有序伴随着T < 28K时的铁电有序。为了理解这一点，我们使用中子衍射建立铁电转变上方和下方的磁性结构。在顺电相，自旋结构是无公度的，并且是自旋调制的。然而，在铁电相中，存在横向的无公度螺旋。我们发现，螺旋打破空间反演对称性，可以占TbMnO 3的磁电。
2005-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between charge-order, ferroelectricity and ferroelasticity: tungsten bronze structures as a playground for multiferroicity
关联系统中大的电子-电子库仑相互作用可以导致局域电子的周期性排列，即所谓的“电荷序”。后者在这里提出的驱动力背后的铁电性氟化铁K0.6FeF3。通过密度泛函理论，我们提出了不同的非中心对称的d5/d 6电荷有序模式，每一个引起的极化沿不同的晶轴和不同的幅度。因此，我们引入了“铁电各向异性”的概念（特有的不适当的铁电体与极化引起的电子自由度），表示竞争的电荷有序状态，可能会稳定后电场冷却之间的能量差很小。此外，我们提出了一种新型的电荷序诱导的铁弹性：第一性原理模拟预测单斜畸变驱动的比荷有序模式，这反过来又明确地确定了铁电极化的方向。因此，K0.6FeF3作为一种原型化合物出现，其中紧密耦合的电子和结构自由度导致了明显和独特的多铁性。
2009-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual nature of improper ferroelectricity in a magnetoelectric multiferroic
利用第一性原理计算，研究了正交晶系HoMnO 3中磁有序引起的铁电性的微观起源。我们获得了迄今为止在整个类反常磁性铁电体中观察到的最大铁电极化。我们发现，这两个建议的机制FE在多铁性，晶格和电子为基础的，是同时活跃在这个化合物：铁电极化的大部分出现由于量子力学效应的电子轨道极化，除了传统的极性原子位移。一个有趣的机制切换的磁电域由电场通过180度相干旋转的Mn自旋也提出了。
2007-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of spin-driven ferroelectricity and effect of external pressure on the complex magnetism of 6H-perovskite Ba3HoRu2O9
本研究结合中子衍射、理论计算与同步辐射XRD，揭示Ba3HoRu2O9中Ru(4d)与Ho(4f)通过逆D-M相互作用产生自旋驱动铁电性，并发现外压可提升其磁有序温度。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stacking-dependent ferroicity of reversed bilayer: altermagnetism or ferroelectricity
本研究提出双层反向堆叠法设计二维反铁磁体，以AB'堆叠双层PtBr₃验证其本征自旋劈裂及手性调控，并发现AC'堆叠下结合滑动电子学可实现磁电耦合，为相关物理性质研究提供平台。
2024-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A new quantum hydrodynamic description of ferroelectricity in spiral magnets
针对强关联磁介质电极化特性缺乏理论模型的问题，研究基于多粒子量子流体力学方法，建立微观与唯象铁电理论关联，推导极化演化方程，可复现已知结果并预测新效应，为动态磁电效应研究提供工具。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ginzburg-Landau action and polarization current in an excitonic insulator model of electronic ferroelectricity
本文以激子绝缘体模型为例，通过构造Ginzburg-Landau作用量研究电子铁电体中电极化的低能动力学与输运，发现仅纵向涨落相关，并推导了纯电子定义的极化扩散方程。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Relaxor ferroelectricity and colossal magnetocapacitive coupling in ferromagnetic CdCr2S4
多铁性材料揭示了磁性和电性的有序性，是近年来固体研究的热点。特别是铁电性和铁磁性的同时发生，结合通过磁电容效应的磁化和极化的紧密耦合，可以为新一代电子器件铺平道路。在这里，我们提出了一个简单的立方尖晶石与不寻常的性能测量：它显示铁磁秩序，同时弛豫铁电性，即铁电簇状态，达到了涂抹出相变，都具有相当大的有序温度和时刻。接近铁磁有序温度的磁容耦合，其特征在于在外部磁场的介电常数的变化，达到近500%的巨大值。我们属性的松弛属性的几何挫折，这是众所周知的磁矩，但在这里被发现阻碍长程序的结构自由度。
2005-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density Functional Theory Characterization of the Multiferroicity in Spin Spiral Chain Cuprates
基于自旋轨道耦合的密度泛函理论，通过计算螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的自旋螺旋态电极化的强度，研究了螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的铁电性.我们的工作明确地揭示了自旋-轨道耦合是铁电性的主要贡献来自于Cu位上的自旋-轨道耦合，但导致电极化的强度的非对称密度分布主要发生在O原子周围。计算的电极化的强度是大得多的ab-比bc-平面自旋螺旋。观察到的自旋螺旋平面被发现是一致的观察方向的电极化的强度的LiCuVO 4，但不一致的LiCu 2 O 2。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
