The single crystal study of CaBaCo4O7, a non collinear ferrimagnet (TC=64K), with a polar orthorhombic space group (Pbn21) between 4 K and 293 K, shows the appearance below TC of a large electric polarization along its c axis, reaching 17mC.m-2 at 10K. At 62.5K, a magnetic field driven giant variation of polarization, P(9T)-P(0T)=8mC.m-2, is observed. Moreover, the present magnetoelectric measurements, are fully consistent with the m'm2' magnetic point group, strongly supporting that this oxide is also ferrotoroidic. This ferrimagnetic oxide, which belongs to the '114' structural family, opens an avenue for the search of new magnetoelectrics.
三金红石型LiFe $_2$ F $_6$是具有Fe $^{2+}$ /Fe $^{3+}$构型的电荷有序材料。本文从理论上研究了它的磁性、电子结构、相变和电荷有序等物理性质。一方面，电荷有序化导致了具有大极化的不适当的铁电性。另一方面，它的磁性基态可以通过适度的压缩应变从反铁磁调谐到亚铁磁。因此，LiFe $_2$ F $_6$可以是具有大磁化和极化的稀有多铁性。最重要的是，由于电荷有序是铁电性和磁化的共同成分，因此可以通过翻转极化来完全切换净磁化，从而呈现固有的强磁电效应和期望的功能。
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。
Magnetic Structural Unit with Convex Geometry: a Building Block Hosting an Exchange-striction-driven Magnetoelectric Coupling
我们进行了实验和理论相结合的磁场（$B$）诱导的反铁磁材料Pb（TiO）Cu $_4$（PO $_4$）$_4$，其结构的特点是由一个交错排列的Cu $_4$ O $_{12}$磁性单元的凸几何形状称为正方形冲天形的演变的磁性和铁电性能的研究。我们的实验表明，$B$诱导的相变从先前报道的低$B$线性磁电相到新的高$B$磁电相，伴随着电极化的强度的90 $^\circ$翻转和巨大的磁介电效应.此外，我们观察到一个$B$诱导的符号反转的铁电极化在高$B$相。我们的模型和第一性原理计算表明，所观察到的复杂的磁电行为很好地解释在每个铜$_4$ O $_{12}$单元中产生的$B$依赖电极化的强度的所谓的交换收缩机制。本研究表明，基于凸形磁结构单元的材料设计值得探索，以发展强磁电耦合。
Magnetic field driven enhanced ferroelectric switching in self-grown ferroelectric-ferromagnetic composite in the BiFeO3-BaTiO3 multiferroic alloy system
多年来，人们试图弥补多铁性BiFeO 3体相态的固有弱点，如高漏电流和铁磁相关性的缺乏，并通过与其他钙钛矿形成固溶体来利用其磁电势。近几年的研究表明，BiFeO_3与BaTiO_3的合金化，无论有无添加剂，都可以诱导铁电和铁磁开关。虽然从技术应用的角度来看，这两种铁性序的共存是令人鼓舞的，但该系统中铁磁性的起源仍然难以捉摸。在这里，我们合成了这样的组合物，并进行了详细的结构分析，采用磁性分离的粉末颗粒。我们发现，铁磁性的起源在于自发沉淀的一个小的（~ 1wt%）钡六角铁氧体（BaFe 9 O 19）相，通常未检测到在常规的X射线衍射研究从整个标本的粉末取样。我们还表明，尽管微不足道的分数的亚铁磁相，这种自生长的复合材料表现出显着增强的铁电开关在外部磁场的存在下。我们得到了一个直流磁电耦合~ 9 × 10-8 s/m，这是一个值，这是已报道的层状铁电/铁磁层压板和双层薄膜铁电-铁磁hetrostructures。我们的研究表明，合理的大磁电耦合是可实现的，在简单的0-3铁电-铁磁块状复合材料提供的合成策略的开发，诱导自发沉淀的铁磁相在小体积分数，以确保良好的绝缘行为的复合材料，从而开发。
Magnetocapacitance as a sensitive probe of magnetostructural changes in NiCr$_2$O$_4$
尖晶石NiCr $_2$ O $_4$的特征在于使用介电和高磁场测量。磁介电响应的趋势落入三个明确的温度制度对应于已知的磁性和结构转变。在65 ° K以上，观察到介电常数对弱磁场的依赖性，没有滞后。当30\，K\，$\leq\,T\,\leq$\，65\，K时，观察到介电常数对磁场的强烈依赖性，并且滞后发展，导致所谓的蝴蝶环。在30 ℃以下，磁介电滞后增强.磁介电磁滞反映了磁滞，表明自旋-自旋相互作用是NiCr $_2$ O $_4$中磁电效应的机制。然而，在高磁场下，磁化强度继续增加，而介电常数饱和。NiCr $_2$ O $_4$的磁介电测量结果表明，在20 K时存在一个额外的先前未观察到的转变。磁性和结构的细微变化表明，这种20，K异常对应于亚铁磁有序化的完成和自旋驱动的结构畸变。我们证明了磁电容是磁结构畸变的灵敏探针。
Magnons and Magnetodielectric Effects in CoCr$_2$O$_4$: Raman Scattering Studies
磁电材料由于其所表现出的丰富的现象而引起了广泛的技术和科学兴趣，包括磁性和铁电性有序的共存，磁介电行为，以及诸如电磁振子的奇异混合激发。多铁性尖晶石材料CoCr $_2$ O $_4$是多铁性材料的一个特别有趣的例子，因为亚铁磁相的磁电行为的证据似乎与传统的非共线自旋驱动机制相冲突。用非弹性光散射方法研究了CoCr $_2$ O $_4$的磁振子和声子谱随温度、压力和磁场的变化.在CoCr $_2$ O $_4$的居里温度（$T_C \sim 94$ K）以下，我们观察到具有T $_{1g}$对称性的$ω\sim 16 \,\text{cm}^{-1}$ $\boldsymbol q=0$磁振子，它具有轴向矢量的变换性质。T $_{1g}$对称磁振子的极大拉曼强度是具有大磁光响应的材料的特征，并且可能由强烈调制CoCr $_2$ O $_4$中的介电响应的大的磁波动引起。的T $_{1g}$ -对称磁振子的拉曼磁化率表现出很强的磁场依赖性，这是一致的磁介电响应中观察到的CoCr $_2$ O $_4$，这表明磁介电行为在CoCr $_2$ O $_4$主要是从磁场依赖性抑制的磁波动，强烈耦合到长波长的声子。随着所施加的压力增加CoCr $_2$ O $_4$中的磁各向异性降低了CoCr $_2$ O $_4$中T $_{1g}$对称性磁振子拉曼磁化率的磁场依赖性，表明应变可用于控制…
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。
