We discuss DC electric-field controls of superexchange interactions. We first present generic results about antiferromagnetic and ferromagnetic superexchange interactions valid in a broad class of Mott insulators, where we also estimate typical field strength to observe DC electric-field effects: $\sim 1~\mathrm{MV/cm}$ for inorganic Mott insulators such as transition-metal oxides and $\sim 0.1~\mathrm{MV/cm}$ for organic ones. Next, we apply these results to geometrically frustrated quantum spin systems. Our theory widely applies to (quasi-)two-dimensional and thin-film systems and one-dimensional quantum spin systems on various lattices such as square, honeycomb, triangular, and kagome ones. In this paper, we give our attention to those on the square lattice and on the chain. For the square lattice, we show that DC electric fields can control a ratio of the nearest-neighbor and next-nearest-neighbor exchange interactions. In some realistic cases, DC electric fields make the two next-nearest-neighbor interactions nonequivalent and eventually turns the square-lattice quantum spin system into a deformed triangular-lattice one. For the chain, DC electric fields can induce singlet-dimer and Haldane-dimer orders. We show that the DC electric-field-induced spin gap $\propto |\boldsymbol E|^{2/3}$ in the Heisenberg antiferromagnetic chain will reach $\sim 10~\%$ of the dominant superexchange interaction in the case of a spin-chain compound $\mathrm{KCuMoO_4(OH)}$ when the DC electric field of $\sim 1~\mathrm{MV/cm}$ is applied.
Microscopic theory of electric polarization induced by skyrmionic order in GaV$_{4}$S$_{8}$
空隙尖晶石GaV $_{4}$ S $_{8}$最近被认为是具有与磁序耦合的相当大的极化$\boldsymbol{P}$的Skyrmion晶格态的原型多铁性材料。我们在微观层面上解释了这一现象。在密度泛函理论的基础上，我们构造了一个描述（V $_{4}$ S $_{4}$）$^{5+}$团簇分子轨道形成的弱耦合晶格中磁活性电子行为的有效模型.应用超交换理论和Berry相理论，导出了磁键中能量和极化变化与自旋方向的关系模型.我们认为，虽然每个skyrmion层主要是由超交换相互作用在同一平面上形成的，自旋依赖的$\boldsymbol{P}$产生的堆叠错位，这些平面在垂直方向上，这是固有的空隙尖晶石结构。我们预测各向同性，PDMATHAMR，反对称，$\sim \boldsymbol{e}_{i} \times \boldsymbol{e}_{j}$，贡献$\boldsymbol{P}$，解释实验观察到的效果的强烈竞争。
Relation between cuprate superconductivity and magnetism: A Raman study of (CaLa)(BaLa)$_{2}$Cu$_{3}$O$_{y}$
利用拉曼散射和μ子自旋转动研究了电荷补偿反铁磁（Ca $_{x}$ La $_{1-x}$）（Ba $_{1.75-x}$ La $_{0.25+x}$）Cu $_{3}$ O $_{y}$单晶.在该体系中，参数$x$通过键距和屈曲角控制Cu-O-Cu超交换相互作用。氧含量$y$控制电荷掺杂。在没有掺杂的情况下，双磁振子峰位置与超交换强度$J$成正比。我们发现，$x$和$y$影响的峰值位置相当大。从μ子自旋旋转确定的Néel温度在相同的样品上独立地证实了磁相互作用对$x$和$y$的强烈依赖性。我们发现一个相当大的增加，在最高超导转变温度$T_{c}^{max}$与$J$。这是强有力的证据，轨道重叠的重要性，超导在这个家庭的铜酸盐。
Controlling effective dimensionality and competition between spin liquid and chiral orders by new multiorbital effects in $S=\frac{1}{2}$ pyrochlore oxides
Monopole matter from magnetoelastic coupling in the Ising pyrochlore
烧绿石氧化物晶格上的伊辛模型通常与自旋冰材料和“磁单极子”有关。越来越多的影响连接磁性和弹性自由度的报告，这些和其他相关的挫折材料。在这里，我们扩展了自旋冰哈密顿量，包括自旋和O $^{-2}$离子介导的超交换之间的耦合，我们称之为磁弹性自旋冰模型（MeSI）。人们一直在寻找一个模型，在这个模型中，磁单极子会自发地成为新基态的基石：MeSI哈密顿量就是这样一个模型。尽管它的简单和经典的方法，它描述（自旋和氧晶格）的双层结晶观察Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$。值得注意的是，单单极子的偶极电矩作为磁性的探针出现。作为一个例子，我们表明，在原则上，可以检测到与库仑相位相关的夹点与O $^{-2}$ -离子位移。
Electric Field Control of the Verwey Transition and Induced Magnetoelectric Effect in Magnetite
我们将单晶Fe $_3$ O $_4$薄膜成一个门控器件结构，并展示了控制的能力与静态电场的Verwey转变。Verwey转变温度（$T_V$）对于电场的两个极性都增加，表明该效应不由载流子浓度的变化驱动。Fe $_3$ O $_4$膜内的诱导电极化的强度和/或应变的能量学为这种行为提供了可能的解释。Verwey转变的电场控制直接导致了具有585 pT m/V系数的大磁电效应。
Electric field control of magnetic phase transitions in Ni3V2O8
报道了电场对多铁性Ni 3 V 2 O 8薄膜磁相变温度的控制。使用磁化测量，我们发现，在30 MV/m的电场的相变温度的倾斜反铁磁状态被抑制0.2 K，相比，无偏样品。介电测量表明，当样品偏置在25 MV/m时，与铁电顺序相关的磁态的转变温度增加了0.2 K。这种电场控制的磁跃迁可以定性地理解，使用平均场模型，将三线性耦合之间的磁序参量和自发极化。
