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
Electric Polarization Induced by a Proper Helical Magnetic Ordering in a Delafossite Multiferroic CuFe1-xAlxO2
多铁性CuFe_（1-x）Al_xO_2（x=0.02）在T= 7 K以下的零磁场下表现出铁电有序和螺旋磁有序。通过极化中子衍射和热释电测量，我们揭示了自旋螺旋度与自发电极化的强度方向之间的一一对应关系。这一结果表明，适当的螺旋磁有序的自旋螺旋度是必不可少的铁电性CuFe 1-xAlxO 2。然而，由适当的螺旋磁序引起的电极化的强度的诱导不能用Katsura-Nagaosa-Balatsky模型来解释，该模型成功地解释了最近探索的铁电螺旋磁中的铁电性，例如TbMnO 3。因此，我们认为CuFe_（1-x）Al_xO_2是一类新的磁性铁电体。
2007-07-18 cond-mat.str-el
Magnetic ordering and multiferroicity in MnI$_2$
采用密度泛函方法研究了新发现的多铁性材料MnI $_2$的无公度磁结构和铁电极化.通过将平均场海森堡模型映射到多个磁有序态的总能量差上，参数化了Mn上局域矩之间的交换相互作用。利用该模型和交换相互作用参数，很好地再现了实验观测到的非共线磁态。实验测得的极化方向也与磁有序态对称性分析的结果一致。特别是，我们发现，平面间的磁交换耦合是关键的螺旋磁结构的出现。这种非共线的磁结构，结合自旋轨道耦合主要来自I离子，是负责的铁电极化的外观。
2012-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic magnetic field responses of ferroelectric polarization in a trigonal multiferroic CuFe1-xAlxO2 (x=0.015)
利用中子衍射、磁化强度和电介质的极化测量等方法，研究了在不同方向施加磁场下，铁电相为基态的三角磁电（ME）多铁性CuFe_（1-x）Al_xO_2（x=0.015）中铁电体的inclinate-helimagnetic有序随磁场的变化.根据这些结果，我们建立了平行于c轴、平行于螺旋轴和垂直于c轴和螺旋轴的三个磁场主方向的H-T磁相图。先前对CuFe_（1-x）Ga_xO_2（x=0.035）的电介质的极化（P）测量表明，“磁畴结构”对磁场的依赖性导致P [S]的明显磁场响应。Seki等人，物理学评论快报，103 237601（2009）]，本研究揭示了铁电螺旋磁有序“在每个磁畴中”的各向异性磁场依赖性也可以是CuFe 1-xAxO 2系统（A=Al，Ga）中P的各种磁场响应的来源。
2009-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Negative-pressure-induced helimagnetism in ferromagnetic cubic perovskites Sr$_{1-x}$Ba$_{x}$CoO$_{3}$
螺旋磁性材料被认为是新型自旋电子学应用的前景。由于螺旋自旋顺序表现为竞争性磁交换相互作用的折衷，其出现受到晶格和相互作用几何形状所施加的独特约束的限制，例如具有大正交畸变的多铁性钙钛矿锰氧化物。在这里，我们表明，一个简单的立方钙钛矿SrCoO $_3$与室温铁磁性有可能主机helmagnetic顺序各向同性晶格膨胀。增加Sr $_{1-x}$ Ba $_x$ CoO $_3$中的Ba含量$x$连续地扩展立方晶格，最终抑制$x$ =0.4附近的铁磁有序，其中通过中子衍射测量观察到螺旋磁相关性作为无公度扩散磁散射。helimagnetism的出现是半定量再现的第一性原理计算，导致推测，一个简单的立方晶格与强大的$d$ - $p$杂化可以表现出各种各样的新的磁相来自竞争交换相互作用。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fluctuation-induced first-order phase transition in Dzyaloshinskii-Moriya helimagnets
两个世纪以来对相变的研究一再强调临界点附近大量存在的临界涨落的重要性。它们是热力学观测值服从的标度律的起源，接近二阶相变，导致普适性类的概念，这对于研究物质的组织原理至关重要。引人注目的是，如果这种软涨落太多，它们可能会深刻地改变相变的性质;系统可能会通过经历不连续的一级相变而完全避开临界状态。涨落引起的一级跃迁已经被广泛讨论，并且与早期宇宙中的超导体、液晶或相变密切相关，但明确的实验证实仍然很少。对Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）helimagnet（HM）MnSi模型的中子散射和热力学计算结果表明，在其顺磁态和HM态之间实现了这种涨落诱导的一级跃迁，实验结果与Brazovskii提出的理论符合得很好.虽然我们的研究澄清了几十年来一直困扰科学家的MnSi中HM相变的性质，但更重要的是，我们完全基于对称性论点的结论也与其他只有弱立方磁各向异性的DM-HM相关。这是特别值得注意的，鉴于最近的发现表明，DM helimagnetism是在拓扑磁序，多铁性和自旋电子学等问题的核心。
2012-05-22 cond-mat.str-el
Electric current control of spin helicity in an itinerant helimagnet
手征性是物质镜像对称性的破缺。在生物学和化学领域，这是特别重要的，因为生命中的一些基本分子，如氨基酸和DNA具有手性。这是一个长期存在的谜如何选择的对映体之一，在生命的开始阶段。了解在一定条件下同手性的出现对于生命起源的研究以及药物科学的研究都是必不可少的。手性在磁性结构中也是突现的。纵向螺旋磁结构是由磁矩组成的手性物体，其中磁矩的有序方向在垂直于传播矢量的平面内空间旋转（图1a）。由于旋转的方向，这是表示为螺旋度，是由任何镜像操作反转，它是对应于手征。我们发现，在巡游螺旋磁纳米颗粒中，纵向螺旋结构的手征性可以由磁场和电流控制，这是由于自旋转移矩与自旋轨道相互作用无关，并且可以通过对手征对称性破缺敏感的电磁手征效应来探测.这种现象与螺旋平面平行于传播矢量的横向绝缘螺旋磁体的多铁性不同，因为磁性结构具有极对称性而不是手征对称性。虽然磁场和电流的组合满足外刺激对称规则的手性控制，与他们的控制没有任何手性对象以前的报告。这一结果可能为控制磁性和原子排列的手征性开辟一条新的途径。
2019-07-03 cond-mat.str-el
Dynamical magnetoelectric effects induced by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroics
研究了具有螺旋磁序的多铁性体系中铁电性和磁性之间的动力学相互作用。我们表明，动态交换伸缩诱导自旋和横声子之间的双二次相互作用，导致在铁电相的自发铁电极化$\mathbf{P}$的量子涨落。自旋波与电极化的强度涨落之间的杂化导致了低阶横声子模。它们在小波矢量处垂直于$\mathbf{P}$和螺旋自旋，但随后在接近磁调制矢量的波矢量处转向平行于$\mathbf{P}$。对于螺旋磁结构，决定$\mathbf{P}$方向的自旋手征也具有长程序。由于动力学Dzyaloshiskii-Moriya相互作用，自旋手征与自旋涨落强烈耦合，这意味着自旋手征在有序自旋1/2系统中的就地反转，并导致极化中子从摆线螺旋磁网的有限散射强度。
2009-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced multiferroicity in Cr1/3NbS2
University of Washington（华盛顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Argonne National Lab（阿贡国家实验室）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Tennessee（田纳西大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）
本研究提出通过应变在非极性自旋螺旋材料中诱导极化以实现多铁性的新途径，利用磁电双折射技术与应变工程，证实了应变的Cr1/3NbS2在磁转变时出现极矢量，确立其为II型多铁性材料。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Anisotropic dielectric and ferroelectric response of multiferroic LiCu2O2 in magnetic field
LiCu_2O_2是第一个被报道的多铁性铜酸盐，其铁电性是由基态复杂的磁有序引起的，至今仍存在争议。在此，我们生长了几乎非孪晶的高质量LiCu_2O_2单晶，并系统地研究了它们在外磁场中的介电和铁电行为。在不同磁场中观察到的高度各向异性的响应显然与流行的bc平面或ab平面摆线自旋模型相矛盾。我们的观察提供了强有力的证据，支持一个新的helmagnetic图片中，正常的自旋螺旋平面是沿着对角线的CuO 4广场，形成准一维自旋链的边缘共享。进一步的分析表明，自旋螺旋在基态是椭圆形的，在中间态的c轴共线SDW模型是适用的，一些适当的修改。此外，我们的研究表明，介电和铁电测量可以作为探针的表征复杂的自旋结构的多铁性材料，由于它们的磁和电有序之间的密切联系。
2012-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical control of large magnetization reversal in a helimagnet
尽管在技术和基础上都很重要，但是通过电场（E）反转宏观磁化已经被有限地实现，并且仍然是巨大的挑战之一。本文报道了在多铁性晶体Ba_（0.5）Sr_（1.5）Zn_2（Fe_（0.92）Al_（0.08））_（12）O_（22）中实现了E对大磁化强度（M）的调制和反转，在该晶体中，横向锥形自旋态在~150 K以下表现出M的反转和电极化的强度.在+- 2 MV/m之间扫描E时，M在+- 2 μB/f.u.之间准线性变化，导致M反转。此外，reflux M显示ΔM = +- 0.15 μB/f.u.的非挥发性变化，这取决于所施加的电场的历史。大调制和非易失性的两个状态的M在零磁场是可观察到的到~150 K的横向锥形自旋状态是稳定的。核磁共振测量提供的微观证据表明，电场和磁场起着等效的作用，使磁畴的体积变化伴随着畴壁运动。本研究为在较高温度下利用电场实现大的磁化反转提供了一条新的途径。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universality Class Transition Across the Helimagnetic Ordering in Te-doped Cu$_2$OSeO$_3$
本文研究了Te掺杂Cu$_2$OSeO$_3$的磁相变，发现Te掺杂降低了临界温度和临界场，但初始有序的Heisenberg到Ising普适类转变对化学压具有鲁棒性。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and electric properties of CaMn7O12 based multiferroic compounds: effect of electron doping
研究了混合价多铁性化合物CaMn_7O_（12）的磁性和电学性质。该化合物在90 K以下经历磁有序化，具有螺旋结构，随后在43 K附近观察到低温磁异常。目前的研究表明，在43 K的磁异常与热滞后表明一级性质的过渡。该化合物还显示出低于43 K的场冷磁记忆和弛豫，尽管不存在零场冷记忆。磁化强度与磁场测量中存在明显的磁滞回线，表明系统中存在一些铁磁团簇。我们在二价Ca的位置掺杂三价La，期望提高Mn $^{3+}$离子的分数。La掺杂的样品表现出降低的磁化强度，但与磁异常相关的温度几乎保持不变。有趣的是，在低于90 K的自发电极化急剧增加的La取代。我们建议，纯的基态，以及La掺杂的组合物包含孤立的超顺磁类集群，这可以引起场冷记忆和弛豫的形式的亚稳态。基态不一定是自旋玻璃型的，因为它是明显的，从零场冷却的存储器和频率偏移的交流电容测量的情况下。
2013-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Opposite pressure effects on magnetic phase transitions in NiBr2
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学物理学院）；IT4Innovations, VŠB Technical University of Ostrava（俄斯特拉发理工大学IT4创新中心）
研究揭示NiBr2两种反铁磁相对压力敏感，压强升高使顺磁相临界温度升至100K，而螺旋相在0.8GPa以上被抑制，与NiI2行为相反，理论计算指出层间交换作用是稳定顺磁相的关键因素。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
