Multiferroic nature of charge-ordered rare earth manganites
研究发现，稀土锰氧化物Nd0.5Ca0.5MnO3、La0.25Nd0.25Ca0.5MnO3、Pr0.7Ca0.3MnO3和Pr0.6Ca0.4MnO3在电荷有序或磁转变温度附近表现出介电常数反常。磁场对介电性质有显着影响，表明磁序参数和电序参数之间存在耦合。序参量。在这些锰氧化物中观察到的磁铁电性与Khomskii及其同事最近的理论预测一致。
2007-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Global formation of topological defects in the multiferroic hexagonal manganites
与破磁相变相关联的自发转变产生本质上可能是拓扑的畴结构和缺陷。这些缺陷的形成可以根据Kibble-Zurek机制来描述，该机制提供了适用于从宇宙学到原子间长度尺度的一般关系。然而，它的验证是具有挑战性的，特别是在实验不切实际的宇宙尺度上。虽然它已被证明为选定的凝聚态系统，主要的问题仍然是关于，例如，它的普遍性程度。在这里，我们开发了一个全球Kibble-Zurek图片从凝聚态物质的水平。我们从理论上表明，两个波动制度（金斯堡和平均场）之间的过渡可以导致一个中间区域与反向标度，我们验证了这种行为的一系列多铁性六方锰氧化物的结构转变的实验。整个系列的趋势使我们能够识别原始Kibble-Zurek范式之外的缺陷形成的其他内在特征。
2017-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Relationship between crystal structure and multiferroic orders in orthorhombic perovskite manganites
我们使用共振和非共振X射线衍射测量结合第一性原理电子结构计算和蒙特卡罗模拟来研究正交钙钛矿锰氧化物o-$R$ MnO $_3$（$R$是稀土阳离子或Y）的晶体结构和多铁性有序之间的关系。特别是，我们专注于内部晶格参数（Mn-O键长和Mn-O-Mn键角）如何在化学压力和外延应变下演变，以及这些结构变化对微观交换相互作用和长程磁序的影响。我们发现，化学压力和外延应变不同地容纳由o- $R$ MnO $_3$的晶格，这是理解体样品和应变膜之间的磁性差异的关键。最后，我们讨论了这些磁性差异对o- $R$ MnO $_3$电极化的强度的影响.
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the triangular Mn-O breathing mode on the magnetic ordering in multiferroic hexagonal manganites
我们结合对称性分析、唯象模拟和第一性原理密度泛函理论来探讨六方晶系稀土锰氧化物中磁基态和详细原子结构之间的相互作用。我们发现，磁有序是敏感的呼吸模式扭曲的Mn和O离子在$ab$平面，这是描述的K \textsubscript{1}模式的高对称性结构。我们的密度泛函计算的磁相互作用表明，这种模式特别影响单离子各向异性和平面间的对称交换。通过从我们的第一原理结果中提取磁模型哈密顿量的参数，我们开发了一个相图来描述作为各向异性和交换相互作用的函数的磁结构。这反过来又使我们能够解释的依赖性的磁基态的身份的稀土离子和K \textsubscript{1}模式。
2022-02-04 cond-mat.mtrl-sci
From multiferroics to cosmology: Scaling behaviour and beyond in the hexagonal manganites
我们发现，在多铁性六方锰氧化物中的反常铁电相变表现出与早期宇宙理论中所提出的相同的破缺特性。我们提出了一个分析的Kibble-Zurek理论的拓扑缺陷形成的六角锰氧化物，讨论的条件确定的冷却速率范围内，Kibble-Zurek行为是预期的，并表明，最近的文献数据与我们的预测是一致的。我们第一次探索实验我们的知识的交叉出Kibble-Zurek政权，并发现一个令人惊讶的“反Kibble-Zurek”的行为。
2012-04-17 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-th
Perovskite Manganites Hosting Versatile Multiferroic Phases with Symmetric and Antisymmetric Exchange Strictions
建立了正交晶系$R$ MnO $_{3}$在$R$离子上有磁矩和无磁矩时的完全磁电相图。三种多铁性基态，$ab$ -摆线，$bc$ -摆线，共线$E$型相，已被确定为不同的ME响应。由对称自旋交换控制的$E$型相（$bm{S}_{i} cdot bm{S}_{j}$）电极化的强度是由反对称自旋交换控制的$bc$ -摆线相（$bm{S}_{i} times bm{S}_{j}$）的10倍以上，并且在不同来源的多铁性相之间的双临界相界附近，ME响应增强。这些发现将为磁感应多铁性材料的发展提供重要线索。
2009-11-21 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
Modeling and Physics of Multiferroic Perovskite Manganites
本文针对RMnO₃类钙钛矿锰氧化物，构建考虑其电子和晶格结构的微观理论模型，综述基于该模型的理论工作以阐明其磁电现象，助力理解多铁性材料磁电现象的普适物理特性。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of Lattice-Distortion-Induced Electric-Polarization Flop in the Multiferroic Perovskite Manganites
对钙钛矿锰氧化物Eu_（1-x）Y_xMnO_3和Gd_（1-x）Tb_xMnO_3的磁电相图进行了理论研究。我们首先建立了一个微观模型，然后用蒙特卡罗方法对模型进行分析。我们再现了包含两种不同多铁性态的图，即，具有电极化的强度P//a的ab平面自旋摆线和具有P//c的bc平面自旋摆线。我们发现，它们的竞争源于单离子各向异性和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用之间的冲突，这是由第二近邻自旋交换增强的GdFeO 3型畸变控制。这导致随着x的增加从a到c的P触发器与实验一致。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity due to charge ordering
在这篇文章中，我们重点讨论了由不同形式的电荷有序驱动的多铁性。我们将介绍电荷有序化在磁性系统中诱导铁电性的一般机制。有一些特定类别的材料与此相关。我们将讨论一些详细的$(i)$钙钛矿锰氧化物的类型（PrCa）MnO $_3$，$(ii)$的复杂和有趣的情况下，磁铁矿Fe $_3$ O $_4$，$(iii)$强铁电挫折LuFe $_2$ O $_4$，$(iv)$一个例子的准一维有机系统。所有这些都是“I型”多铁性，其中铁电性和磁性具有不同的起源，并且发生在不同的温度下。在本文的第二部分中，我们讨论了“II型”多铁性，其中铁电性完全是{ \it归因于}磁性，但电荷有序发挥着重要作用，例如$(v)$、新发现的多铁性Ca $_3$ CoMnO $_6$、$(vi)$中可能的铁电性RNiO型稀土钙钛矿镍酸盐$_3$，具有磁性E型有序的钙钛矿锰氧化物的$(vii)$和双层锰氧化物的$(ix)$。
2008-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Soft-mode behavior of electromagnons in multiferroic manganite
本文研究了多铁性DyMnO_3在磁有序态和外磁场中的低频电磁振子行为。对于平行于a轴的外部磁场（BIIa），观察到电磁振子频率的显著软化，揭示了与已知用于铁电相变的经典软模式行为的许多相似之处。软化的电磁子产生的静态介电常数的增加，这遵循类似的依赖关系预测的Lyddane-Sachs-Teller关系。在几何形状BIIb内，电磁振子强度的增加并不对应于本征频率的软化。在这种情况下，静态介电常数的增加似乎是由畴壁的运动。
2010-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Order-disorder type critical behaviour at the magnetoelectric phase transition in multiferroic DyMnO$_3$
我们提出了详细的介电研究的结果在DyMnO $_3$多铁性锰氧化物的弛豫动力学。在顺电-铁电相变附近观察到较强的低频弛豫过程。高频模与多铁性畴壁的弛豫运动直接相关。我们提供了一个实验证据表明，这种弛豫模式对应于DyMnO $_3$的自旋摆线的手性切换。我们表明，在DyMnO $_3$的弛豫动力学是典型的有序-无序相变，可以理解在一个简单的模型与双势阱。DyMnO $_3$遵循有序-无序转变方案，暗示Mn自旋的短程摆线有序存在于$T_C$之上。这些结果表明，锰氧化物顺电正弦相位的解释作为一个动态平衡的磁性旋轮线与相反的手征。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
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
Interplay between spin dynamics and crystal field in multiferroic compound HoMnO$_3$
在多铁性六方晶系锰氧化物HoMnO 3中，非弹性中子散射和基于同步辐射的太赫兹光谱已被用来研究与Mn阶以及Ho晶场激发相关的自旋波。虽然Mn顺序设置在第一低于80 K，自旋重取向发生低于37 K，稀土锰氧化物中的罕见功能。我们表明，在与磁振子相同的能量范围内存在几个Ho晶场激发，并且它们都受到自旋重取向的影响。此外，在低温下的激发中观察到几个异常特征。我们的分析和计算的Mn自旋波和Ho晶体场激发支持Mn-Ho耦合机制，以及耦合到晶格影响的动力学。
2019-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Model and Phase Diagrams of the Multiferroic Perovskite Manganites
正交畸变钙钛矿锰氧化物RMnO 3（R为三价稀土离子）具有多种磁性和电性相，包括多铁性（即同时具有磁性和铁电性）相和迷人的磁电现象。通过建立微观自旋模型，对RMnO_3的相图进行了理论研究，该模型不仅考虑了超交换相互作用，还考虑了单离子各向异性（SIA）和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用（Dzyaloshinsky-Moriya）.用Monte-Carlo方法对该模型进行了分析，得到了实验相图随R离子半径的变化关系，其中包含两种不同的多铁性态，即铁电极化为P//a的ab平面自旋摆线和P//c的bc平面自旋摆线。正交晶格畸变或由这种畸变增强的第二近邻自旋交换通过调节SIA和Σ能来精细地控制这两个相之间的激烈竞争。这导致晶格畸变诱导的P从a到c的重取向与实验一致。我们还讨论了A型反铁磁态的自旋结构、摆线自旋态的自旋结构、正弦共线自旋态的起源和性质等问题。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible evidence for electromagnons in multiferroic manganites
磁介电材料的特征在于磁性和介电性质的强耦合，并且在极少数情况下同时表现出磁性和极性有序。在其他多铁性材料中，TbMnO 3和GdMnO 3显示出强的磁-介电（ME）耦合，因此存在新的自旋激发：电活性磁振子，或电磁振子，即。e.可以由AC电场激发自旋波。在这里，我们表明，这些激发出现在相位与不相称（IC）磁结构的锰自旋。在外部磁场中，这种IC结构可以被抑制，并且电磁振子被消除，从而引起从直流到太赫兹频率的折射率的显著变化。因此，除了在基本激发的动物园中增加一种新的生物外，折射率还可以通过适度的磁场来调节，这使得新一代光开关和光电子器件的设计成为可能。
2006-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Relaxations as key to the magnetocapacitive effects in the perovskite manganites
我们提出了一个详细的介电弛豫效应发生在几个钙钛矿稀土锰氧化物，包括多铁性TbMnO 3和DyMnO 3的研究。我们证明了强的磁电容效应，观察电场E|| c，几乎完全由磁状态引起的弛豫参数的变化。多铁性材料，它经历了一个过渡到一个螺旋磁状态，表现出定性不同的弛豫行为比那些化合物转移到一个A型反铁磁状态。我们将这两种情况下的弛豫归因于锰离子的偏心运动，这在多铁性系统中也导致了铁电有序。
2009-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden order in hexagonal RMnO3 multiferroics
层状RMnO 3锰氧化物是一种不正常的铁电体，其中电极化的强度是晶胞三倍化的副产物。在YMnO_3中，在~ 920 K存在第二个相变，其性质尚不清楚。我们认为，这种转变可以被看作是一种隐藏的顺序，其中显示的三聚序参量的剩余对称性是自发打破。这种额外的顺序产生了十二个结构域而不是六个，以及可以是铁电或非铁电域壁的结构域边界。
2013-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the multiferroic spiral spin-order in the RMnO3 perovskites
本文用双$e_{\rm g}$轨道双交换模型研究了钙钛矿多铁锰氧化物$R$ MnO $_{3}$（$RE=$ Tb或Dy）中螺旋自旋序的起源.我们的主要结果是，实验观察到的螺旋相位可以通过引入一个相对较弱的次近邻超交换耦合（$\sim10%$的最近邻超交换）稳定。此外，Jahn-Teller晶格畸变也被证明是必不可少的，以获得一个现实的螺旋周期。支持我们的结论，通用相图的未掺杂的钙钛矿锰氧化物得到使用蒙特卡罗模拟，显示从A型反铁磁体，螺旋相，并最终到E型反铁磁体的相变，随着尺寸减小的$R$离子。这些结果定性地解释了增强的相对强度的超交换。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz time-domain spectroscopy of electromagnons in multiferroic perovskite manganites
最近的光谱研究在太赫兹频率的各种多铁性赋予铁电和磁性订单揭示了可能出现的一种新的集体激发，通常被称为电磁子。它是磁源，但响应于光的电场分量而变得活跃。在这里，我们给出了一个概述，我们最近在太赫兹时域光谱的电磁子或电偶极有源磁共振，重点是钙钛矿锰氧化物- $R$ MnO $_3$（$R$表示稀土离子）。所观察到的磁共振的相应的电和磁的贡献被牢牢地确定通过使用一套完整的晶体取向的光偏振依赖性的测量。我们提取了一般的光学特征，在各种自旋有序相，包括$A$型反铁磁，共线自旋有序，铁电$bc$和$ab$螺旋自旋有序相，这是通过调整$R$的化学组成，温度和外部磁场来实现。除了由光的磁场分量驱动的Mn离子的反铁磁共振之外，我们澄清了即使在共线自旋有序相中，电磁振子也仅出现在沿a轴偏振的光中，并且随着螺旋自旋有序的演化而强度增长，但与螺旋自旋平面的方向无关（$bc$或$ab$）或等效地铁电极化$P_{\rm s}$（$P_{\rm s}\| c$或$P_{\rm s}\| a$）的方向。通过比较系统的实验数据和基于海森堡模型的理论考虑，讨论了在太赫兹频率下观察到的磁共振的可能起源。
2009-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unexpected type-II multiferroic phase in GdMnO3 under high magnetic fields
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Southeast University（东南大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
在强磁场下，GdMnO3中发现了一种新的II型多铁相，其磁性诱导极化高达1500μC/m²，通过多探针实验和模型模拟揭示了非单调的相变行为。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine local probe study of alkaline-earth manganites SrMnO3 and BaMnO3
我们报告扰动角相关测量与111 mCd/111 Cd和111 In/111 Cd探针，在ISOLDE-CERN设施，在锰氧化物化合物BaMnO 3，与6 H和15 R多晶型，SrMnO 3，与4 H多晶型。电场梯度（EFG）的测量，并发现在一个大的温度范围内的所有化合物近似恒定。用密度泛函理论从第一性原理计算了EFG，并与考虑稀代位Cd杂质的实验结果进行了比较。根据结果，我们分配的网站为探针的Ba（为BaMnO 3 - 6 H，15 R）和Sr（为SrMnO 3 - 4 H）网站，除了馏分的未确定的原产地的情况下，BaMnO 3 - 6 H。我们预测了最近合成的多铁性锰氧化物Sr0.5Ba0.5MnO3的超精细参数，及其随结构和电极化的强度的变化，发现其变化很小。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Colossal negative magnetoresistance in the complex charge density wave regime of an antiferromagnetic Dirac semimetal
本文发现反铁磁狄拉克半金属CeSb$_{0.11}$Te$_{1.90}$在复杂电荷密度波区域具有类半导体输运特性，外加磁场引发类半导体-金属转变，从而产生庞负磁阻及巨大的反常霍尔响应。
2022-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional vortex structures and dynamics in hexagonal manganites
六方晶系锰氧化物REMnO_3（RE，稀土）由于其潜在的多铁性材料应用和与拓扑缺陷相关的有趣的物理性质而引起了人们的极大关注。基于第一性原理计算构造的热力学势，采用相场方法预测了REMnO 3的二维和三维畴和涡旋结构的演化.在三维空间中，涡线表现出三种拓扑变化，即收缩、合并和分裂，后两种变化是由涡环的相互作用和交换引起的。与各向同性XY模型的粗化率相比，六重简并度引起的差异可以忽略不计，涡旋-反涡旋湮灭控制标度动力学，而界面能的各向异性导致偏差。畴和涡旋结构的时间演化为全面探索0维和1维拓扑缺陷的介观机制提供了一个平台。
2017-05-27 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
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
A Robust High-temperature Multiferroic Device with Tunable Topological Hall Effect
通过将Pt/La0.5Ba0.5MnO3超薄膜与PbZr0.2Ti0.8O3铁电体集成，实现了由电压脉冲控制磁性Skyrmions产生与湮灭的可调拓扑霍尔效应，并揭示了由晶胞四方畸变引起的C型反铁磁-铁磁相变机制。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced polarization, magnetoelectric response and possible bi-multiferroic phase separation in Tb_{1-x}Ho_xMnO_3
合成了一系列具有正交晶系结构的锰氧化物Tb_（1-x）H_xMnO_3（0<=x<=0.6），并对其多铁性进行了详细的研究。所有样品在温度变化时都发生了连续的磁转变，Mn 3+螺旋自旋有序和稀土自旋有序都随着x的增加而被抑制。在0.2<x<0.4的范围内，极化和磁电响应都有明显的增强，这可能是由于螺旋和E型自旋序之间可能存在的竞争。基于双eg轨道双交换模型进行了理论计算，结果支持多铁性相分离的假设。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First Principles Studies of Multiferroic Materials
多铁性材料是一类具有长程自发磁性和偶极有序共存的材料，它结合了丰富而迷人的基础物理学和在自旋电子学领域的应用潜力。从头计算在这一领域的最新进展作出了重大贡献，阐明了不同的机制，多铁性，并提供了重要的信息，对各种化合物，这些效果明显发挥作用。特别是，在这里，我们提出的密度泛函理论调查的两个主要类别的材料的例子：a）真多铁性（其中铁电性是由杂化效应或纯结构效应驱动的），以BiFeO_3为原型材料; b）反常多铁性（其中铁电性由相关效应驱动，并且与电子自由度如自旋、电荷或轨道排序密切相关），以稀土锰氧化物为原型。
2009-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The multiferroic phases of (Eu:Y)MnO3
我们报告的结构，磁性，介电和热力学性质的（Eu：Y）MnO 3的Y掺杂水平0 <= x < 1。该系统类似于多铁性钙钛矿锰氧化物RMnO 3（其中R= Gd，Dy，Tb），但没有4f-离子的磁性贡献的干扰。此外，它提供了连续调整A位离子半径的影响的可能性。当浓度x <= 0.1时，我们发现了一个倾斜的反铁磁顺电基态。对于更高的浓度x <= 0.3铁电极化共存的长波长无公度螺旋磁相类似的观察在TbMnO 3的功能。在x = 0.2附近的中间浓度范围内，实现了弱铁电性和弱铁磁性相结合的多铁性方案，这可能是由于倾斜的螺旋磁结构。
2006-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electromagnons in multiferroic RMn2O5 compounds and their microscopic origin
本文总结了多铁性RMn_2 O_5化合物中电磁振子的现有实验数据，其中R表示稀土离子Y或Bi，并讨论了一个现实的微观模型，这些材料的假设基础上，磁-感生铁电性和电磁振子吸收完全依赖于各向同性海森堡交换和自旋与极性晶格模式的磁致伸缩耦合，相对论效应该模型解释了许多磁性和光学性质的RMn 2 O 5锰氧化物，如自旋重取向过渡，磁致极化，外观的电磁振子峰在非共线自旋状态和光的偏振，该峰被观察到。我们比较了RMn 2 O 5和RMnO 3化合物的电磁振子的实验和理论结果。
2008-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hexagonal Rare-Earth Manganites as Promising Photovoltaics and Light Polarizers
铁电材料具有自发的电极化的强度，并且可以用于从非易失性存储器到太阳能电池和光偏振器的各种技术应用中。近年来，六方晶系稀土锰氧化物h-RMnO $_3$（R为稀土离子）由于其复杂的多铁性和高居里温度、高剩余极化等铁电性而引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们证明，这些化合物可以作为非常有效的光伏材料，此外，具有显着的光学各向异性性能。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，以h-TbMnO $_3$为代表，预测了该材料在太阳光谱范围内具有较强的光吸收，最大光电转换效率可达33%.我们还预测了一个非凡的光学线性二向色性和线性双折射性能的h-TbMnO $_3$在很宽的光学频率范围内。这些结果揭示了六方晶系稀土锰氧化物作为太阳能电池中的光致发光材料以及作为吸收和双折射光偏振器的未开发潜力。
2015-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for superferrimagnetic clusters and spin-glass transition involving 4f Dy3+ spins in h-DyMnO3: A new twist to 4f Re3+ spin ordering in hexagonal manganites
多铁性六方锰氧化物（h-ReMnO 3）的铁电相在室温以下经历了一系列涉及4fRe 3+和/或3dMn 3+自旋的长程有序/重取向的磁转变。近年来，由于磁相互作用的几何挫折性质，这些转变引起了人们的广泛关注。我们已经重新审视了这些转变的高品质单晶的h-DyMnO 3使用直流和交流磁化率测量作为温度（T），磁场（H）和频率（W）的函数，辅以比热测量。以h-DyMnO_3为例，我们发现Dy ~（3+）自旋在TN~ 68 K以下处于超铁磁态，而在TD_（3+）~ 7 K以下发生自旋玻璃（SG）转变。我们的观察表明，TN~ 68 K的Néel跃迁和TDy ~（3+）~ 7 K的跃迁都与文献中所认为的Dy ~（3+）自旋的长程有序态无关. h-DyMnO 3的SG态是相当奇特的，因为它发生在一个有序的化合物纯粹由于几何挫折没有任何随机无序。此外，它显示了一个有趣的交叉从de Almeida-Almeidless型指数（m=2/3）的Gabay-Toulouse型（m=2）的增加领域，不能解释在现有的平均场论SG转变在伊辛或海森堡系统，但预计为一个矢量X-Y SG系统。我们的观察呼吁系统的重新调查的性质，涉及Re 3+离子在其他h-ReMnO 3的磁跃迁也。
2018-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Controlling electronic properties of hexagonal manganites through aliovalent doping and thermoatmospheric history
本研究结合理论计算与实验测量，揭示异价掺杂和热大气历史可调控六方锰氧化物YMnO₃的载流子浓度与输运性质，实现导电类型可逆切换，为相关氧化物的半导体性质调控提供通用思路。
2024-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Double-exchange model study of multiferroic $R$MnO$_3$ perovskites
本文首先简要回顾了作者近年来对多铁性$R$ MnO $_3$钙钛矿的理论研究。利用双交换模型，通过引入弱次近邻超交换（最近邻超交换的$\sim10%$）和适度的Jahn-Teller畸变，很好地再现了未掺杂锰氧化物（如TbMnO $_3$和DyMnO $_3$）中真实的螺旋自旋序.从A型反铁磁体（如在LaMnO $_3$中）到螺旋相（如在TbMnO $_3$中），最后到E型反铁磁体（如在HoMnO $_3$中）的相变，随着$R$离子的尺寸减小，也得到了解释。此外，还包括三维点阵相图的新结果。最近发现的LaMnO $_3$和TbMnO $_3$薄膜的铁磁倾向解释考虑衬底应力。最后，从自旋波激发的角度进一步讨论了我们的双交换模型和以前使用的$J_1$-$J_2$ - $J_3$模型之间的关系.
2009-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant sharp magnetoelectric switching in multiferroic epitaxial La_{0.67}Sr_{0.33}MnO_3 on BaTiO_3
磁电耦合允许磁序参量被电寻址或反之亦然，并且可以在数据存储、场传感器和致动器中找到用途。单相材料如二氧化铬、硼酸盐和锰氧化物的耦合常数通常低至10^{-12} - 10^{-9} s/m，例如因为极化和磁化小。具有应变介导耦合的两相多铁性材料，如层压材料、复合材料和外延纳米结构，更有前途，因为每个相可以独立地优化。所得到的磁电开关可以更大，例如10^{-8} s/m，但它不是尖锐的，因为干净的耦合被微结构的复杂性和伴随的应变场排除。在这里，我们报告了一个巨大的尖锐的磁电效应在一个单一的外延界面之间的40 nm的铁磁应力敏感La_{0.67} Sr_{0.33} MnO_3薄膜，和0.5 mm的BaTiO_3衬底，是铁电，压电和铁弹。通过在整个结构上施加一个小电场（4-10 kV/cm），我们获得了在200 K附近BaTiO_3结构相变附近高达65%的薄膜磁化强度的持续变化。这代表了一个巨大的磁电耦合（2.3*10-7 s/m），由于铁弹非180度域的存在，我们确认使用X射线衍射的应变场。这种耦合在包括室温在内的广泛温度范围内持续存在，因此可以激发一系列传感器和存储器应用。
2006-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Topological defects as relics of emergent continuous symmetry and Higgs condensation of disorder in ferroelectrics
Lars Onsager和Richard Feynman设想，在$^{4}$ He中，三维（3D）超流到正常$λ$的转变通过涡旋的增殖发生。对于同一普适类中的每一个相变，这个过程都应该成立。拓扑缺陷在破缺相变中的作用已经成为宇宙学和高温超导学的主要课题，尽管直接成像这些缺陷是具有挑战性的。在这里，我们表明，U（1）连续对称性，出现在铁电临界点的多铁性六方锰氧化物导致类似的增殖的漩涡。此外，无序场（涡旋）耦合到一个新出现的U（1）规范场，当加热到铁电转变温度以上时，涡旋凝聚（跨越整个系统），通过希格斯机制，规范场变得有质量。在六方锰氧化物的涡旋网络的直接成像提供了独特的实验访问这种双重描述的铁电转变，同时使测试的Kibble-Zurek机制。
2015-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Origin of correlated diffuse scattering in the hexagonal manganites
该研究结合第一性原理计算与自旋动力学模拟，揭示六方多铁YMnO₃中宽温区方向性漫散射源于三角几何与强磁阻挫，为阻挫系统磁相变研究提供新认知。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hund nodal line semimetals: The case of twisted magnetic phase in the double-exchange model
我们提出了一类拓扑金属，我们称之为\emph{Hund nodal line semimetals}，所产生的强库仑相互作用编码之间的Hund的耦合巡游电子和本地化的自旋。我们在这里考虑一个特殊的扭曲自旋配置，这是实现在双交换模型描述的锰氧化物。由此产生的有效的电子四重晶格与跳跃绑定到本地自旋功能的反酉\emph{non-symmorphic}对称性，反过来，与另一个非对称，但单一的，滑移镜对称性，保护交叉的双带沿高对称线上的布里渊区边界。我们还讨论了由扭曲相位的各种微扰引起的对称性破缺。我们的研究结果可能会激发进一步研究这种物质状态的其他实现方式，例如在不同的自旋背景下，其鼓面表面态的性质，以及其对无序的稳定性和巡回电子之间的相互作用。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sinusoidal electromagnon in RMnO3: Indication of anomalous magnetoelectric coupling
多铁性锰氧化物RMnO_3的光谱是一个很大的难题。目前的模型不能解释这样的事实，即两个强的电磁振子存在于非共线的自旋摆线相，只有一个电磁振子幸存的过渡到共线的自旋正弦相位。我们发现，这是一个签名的存在下，打破旋转不变性的自旋空间中的异常磁电耦合，并产生振荡极化的基态。
2011-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic structures and phase transitions of A-site Ordered Double-Perovskite SmBaMn2O6
用中子衍射方法研究了一种A位有序双钙钛矿锰氧化物SmBaMn 2 O 6的磁结构以及自旋-轨道有序与电荷-轨道有序之间的关系。垂直于c轴的MnO 2平面中的自旋排列被揭示为与A位无序半掺杂锰氧化物CE型中的自旋排列相同，但发现堆叠图案不同，显示出独特的两倍周期。超晶格的磁性和核反射的温度依赖性澄清了反铁磁自旋排序发生在温度略低于电荷轨道排序发生重排的温度。结果表明重排导致了自旋有序化。发现磁反射的强度在Tf = 10 K时发生变化，表明自旋翻转90 [deg.]同时保持Mn自旋有序模式不变。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Frequency Electromagnon in GdMnO3
General Physics Institute, Russian Acad. Sci.（俄罗斯科学院普通物理研究所）
本研究通过远红外透射实验揭示了GdMnO3中高频电磁振子的特性及其在相图中的行为。
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confinement-driven transitions between topological and Mott phases in (LaNiO3)$_N$/(LaAlO3)$_M$(111) superlattices
基于包含Hubbard $U$项的密度泛函理论（DFT）计算，在（111）取向的（LaNiO $_3$）$_N$ /（LaAlO $_3$）$_M$（$N$ / $M$）超晶格中预测了一组对称性破缺的二维基态.在双钙钛矿（1/1）中出现了具有$d_{z^2}$轨道极化和FM Mott绝缘（和多铁性）相的未预料到的Jahn-Teller畸变，这显示出对应变控制轨道工程的强烈敏感性。具有石墨烯拓扑结构的LaNiO $_3$双层具有可切换的多铁性（铁磁（FM）和铁电）绝缘基态，其具有不等价的Ni位点。在$N=3$之外，受限的LaNiO $_3$板经历通过半半金属相的金属到绝缘体的转变，其中传导源自界面。反铁磁的安排允许在设计的人工混合相的双层和单三角层带结构的图案相结合。
2014-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
