Striped Multiferroic Phase in Double-Exchange Model for Quarter-Doped Manganites
用双交换模型研究了四分之一空穴掺杂钙钛矿锰氧化物的相图。一个异国情调的条纹II型多铁性相，其中25%的最近邻自旋耦合是相互正交的，被发现在窄带宽区域。与未掺杂的锰氧化物的螺旋自旋有序相相比，新相的多铁性居里温度估计高约4倍，而铁电极化的幅度相似。我们的研究为基于电子自组织的非共线自旋多铁性提供了一条途径，不同于传统的基于超交换阻挫的方法。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Multiferroic Dark Excitonic Mott Insulator in the Breathing-Kagome Lattice Material Nb$_3$Cl$_8$
本研究利用第一性原理GW-Bethe-Salpeter理论，发现单层Nb$_3$Cl$_8$中存在暗自旋三重态Frenkel激子，证实其为可能在室温下稳定的多铁暗激子Mott绝缘体，为二维关联量子相开辟了新途径。
2025-11-01 cond-mat.mtrl-sci
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
Manipulating Photogalvanic Effects in Two-Dimensional Multiferroic Breathing Kagome Materials
本研究提出利用电场和磁场选择性控制二维多铁性呼吸kagome材料（如单层Nb3I8）中的位移电流和注入电流，并通过面外电场反转光电流，揭示了其在光电应用和传感器领域的潜力。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Two-dimensional 5d multiferroic W3Cl8: breathing Kagome lattice and tunable magneto-optical Kerr effect
本研究理论预测了二维多铁性W3Cl8单层材料，揭示其呼吸型Kagome晶格中钨的本征5d磁性与Y型反铁磁基态，发现可调磁光克尔效应，提出二维多铁体系中实现5d磁性的通用方案。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Excess-Hole Induced High Temperature Polarized State and its Correlation with the Multiferroicity in Single Crystalline DyMnO3
控制多铁性材料的铁电性和磁性一直是一个重要的研究课题。我们报告的形成一个高度极化状态的多铁性DyMnO3单晶的发展远高于磁转变温度，我们属性它的热刺激去极化电流效应的过剩空穴形成Mn 4+离子的系统。我们还表明，这种高温极化状态密切相关的低温铁电态，这是由无公度的螺旋磁顺序Mn自旋。该研究为锰氧化物体系的多铁性调控提供了一种有效的途径。
2014-09-03 cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetically induced electronic ferroelectricity in half-doped manganites
采用密度泛函理论和模型计算相结合的方法，我们证明了一种典型的电荷有序半掺杂锰氧化物La $_{1/2}$ Ca $_{1/2}$ MnO $_3$是多铁性的.一个特殊的电荷轨道排序和倾向于形成自旋二聚体的组合打破反转对称性，导致铁电基态的极化高达几个$μC/cm^2$。不适当的铁电性的存在并不取决于这种材料的激烈争论的结构细节：在齐纳极化子结构中，我们发现了一个类似的戏剧性的铁电响应与纯磁性起源的大极化。
2008-12-23 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
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
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
Nontrivial topology and localization in the double exchange model with possible applications to perovskite manganites
双交换模型描述的传导电子和本地化的磁矩之间的耦合是相关的一个大家庭的物理系统，包括锰氧化物。本文揭示了具有无公度磁椭圆螺旋的一维双交换模型在二维空间中是一个拓扑绝缘体，其Chern数为$2\mathbb{Z}$，其中一维是物理维，另一维是由螺旋的Goldstone模所跨越的辅助维.此外，电子态可以被局域化，以实现强的局域交换耦合。拓扑保护的边缘态负责电子电荷的泵送，并引起多铁性响应。我们的工作揭示了迄今未发现的非平凡拓扑结构和安德森局域化的双交换模型与可能的应用钙钛矿锰氧化物。
2018-12-07 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
Disorder-Driven Spin-Reorientation in Multiferroic $h-YMn_{1-x}Fe_xO_3$
本文用零场和5T场中子变温衍射方法研究了多铁性六方$YMn_{1-x}Fe_{x}O_{3}$（${x} = 0, 0.05,$和$0.1$）的磁结构演化。热力学数据证实了反铁磁有序在$T_{N}$在所有的组合物。我们的亚$T_{N}$中子衍射结果将纯$YMnO_3$的磁结构归属于$Γ_{1}$不可约表示.在微扰掺杂范围内，磁配置的变化，通过$Γ_{1}+Γ_{2}$为$YMn_{0.95}Fe_{0.05}O_{3}$对$Γ_{2}$为$YMn_{0.9}Fe_{0.1}O_{3}$，作为新的组成类似物的自旋重取向，其发生在温度域已经报道了几个锰氧化物。此外，虽然在有序状态下在${T}_{N}$上方观察到的大的热等构变化被抑制，但是通过施加的5T场的小的改变是相对均匀的，证实了系统的强磁弹性性质。有序磁矩（$μ_{ord}$）和平面磁挫的减少与Fe掺杂的注意到的是增强的所施加的领域，显然是通过倾斜。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci
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
Tuning the magneto-electrical properties of multiferroic multilayers through interface strain and disorder
设计和制造了化学工程超晶格，以诱导不同的生长机制和结构特性。采用直流溅射法生长铁磁（La $_{0.8}$ Ba $_{0.2}$ MnO $_3$）/铁电（Ba $_{0.25}$ Sr $_{0.75}$ TiO $_3$或BaTiO $_3$）超晶格。我们系统地修改了铁磁层的厚度，以分析不同结构特征的超晶格的尺寸和结构效应。用X射线衍射和透射电子显微镜表征了晶体结构。利用超导量子干涉仪（SQUID）对样品的磁性和电子学性质进行了研究。结果表明，应变和结构无序都能显著影响体系的物理性质。压缩应变倾向于增加降低样品的铁磁性的磁相互作用与通过电子-声子相互作用的载流子的局域化之间的竞争。拉伸应变降低了载流子的局部化，提高了铁磁转变温度。结构缺陷对磁性的影响比对输运性质的影响更大，降低了铁磁转变温度，同时增加了超晶格的磁硬度。这些结果有助于进一步理解应变和界面效应在锰氧化物基多铁性体系磁性和输运性质中的作用。
2020-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Numerical Simulation of Spin-Chirality Switching in Multiferroics via Intense Electromagnon Excitations
手性，即，结构的左右手性是包括生物学、化学和物理学在内的许多科学领域中的关键概念之一，并且其操纵是至关重要的问题。固体中的电子自旋可以形成手性构型。在钙钛矿锰氧化物RMnO 3（R=Tb，Dy，.等），Mn自旋形成摆线结构，通过相对论自旋轨道相互作用诱导铁电极化（P）。这种磁感应铁电性（多铁性）和相关的红外活性自旋波（电磁振子）开辟了一条有希望的途径，可以在很短的时间内通过纯电手段控制自旋。在本文中，我们从理论上与一个精确的自旋哈密顿TbMnO 3的皮秒光脉冲可以切换的自旋手征强烈激发的太赫兹频率的电磁振子。
2011-02-18 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
InMnO3 : a fully frustrated multiferroic
InMnO $_3$是六方晶系锰氧化物h-RMnO $_3$（其中R是稀土金属元素）的一个特殊成员，具有不同于该家族其它化合物的晶体、电子和磁性。我们用粉末中子衍射研究了高温高压合成的高质量样品。发现Mn离子的位置接近阈值$\it{x}=1/3$，其中沿$\it{c}$轴的超交换Mn-Mn相互作用补偿。在低于$T_{\rm N}$ = 120（2）K的温度下，磁性长程序发生，磁性晶胞沿$\it{c}$加倍，而在高于$T_{\rm N}$的温度下，观察到短程二维动态自旋关联。我们认为，赝偶极相互作用是负责的长周期磁结构。
2011-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain-resolved room-temperature magneto-electric coupling in manganite-titanate heterostructures
提出了一个由（0 11）取向铁电Pb（Mg，Nb，Ti）O $_3$衬底和铁磁（La，Sr）MnO $_3$薄膜通过外延应变和逆压电效应紧密耦合组成的人工多铁性系统模型.小于6 kV/cm的电场脉冲序列被示出在锰氧化物膜中诱导大的可逆和可逆应变。磁滞回线表明，应变状态的变化导致磁各向异性的显着变化，从一个高度各向异性的双重磁对称性，以更各向同性的。磁各向异性的这种变化在多次循环后是可逆的，并且在零施加电场下是稳定的，并且伴随着电阻率的大变化。我们直接使用X射线光电子显微镜图像的双重和各向同性的磁性配置之间的变化，在一个单一的铁磁畴的规模作为施加电场脉冲的函数。作为电场的函数的畴反转过程的成像示出了用于磁化反转的能垒通过由铁电衬底产生的各向异性应变变化而急剧降低，如从自由能计算确定的高达70%。因此，一个电场脉冲可以用来“设置”和“重置”的磁各向异性取向和电阻状态的膜，以及降低所需的矫顽场反转磁化，显示了一个有前途的路线在室温下的多功能纳米结构的电场操纵。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
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
Tuning the Competition between Ferromagnetism and Antiferromagnetism in a Half-doped Manganite through Magnetoelectric Coupling
研究了半掺杂锰氧化物La $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_{3}$和多铁性BiFeO $_{3}$之间的异质界面通过磁电耦合控制磁相变的可能性。使用宏观磁学和元素选择性x射线磁圆二色性在Mn和Fe \emph{L}边缘，我们发现，铁电极化的BFO控制同时磁化的BFO和LCMO。氧\emph{K}边的X射线吸收谱和Mn \emph{L}边的线性二向色性表明，界面耦合主要来源于Mn和Fe \emph{t} $_{2g}$自旋之间的超交换。结合X射线吸收光谱和平均场论计算表明，Mn阳离子的\emph{d}电子调制改变了LCMO中的磁耦合，从而通过界面耦合控制界面BFO的倾斜磁矩增强.我们的研究结果表明，铁磁和反铁磁不稳定性之间的竞争可以调制的电场在异质界面，提供了另一种途径的电场控制的磁性。
2013-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon Anomaly In 9R-Ba0.9Sr0.1MnO3
具有电荷、自旋、轨道和晶格等不同自由度之间耦合的材料由于其在器件应用中的潜力而引起人们极大的兴趣。最近人们认识到，某些锰钙钛矿氧化物显示出结构和铁电不稳定性，这些不稳定性可以通过施加内部或外部应变来调节。在锰钙钛矿中，AMnO 3（A = Ca，Sr和Ba）被报道是显示自旋-声子耦合驱动的多铁性的良好候选者。在这里，我们探讨了9 R型六方晶系Ba 0.9Sr 0.1MnO 3（BSM 10）的振动和磁性之间的相关性。观察到9个喇曼激活模，它们是9 R相的特征声子模。与Mn振动相关的Eg（344 cm-1）模的频率（{omega}）随温度（T）显示出异常，表现为在260 K时{omega}相对于T的斜率的变化。BSM 10的磁化强度随温度的变化表明在~ 260 K可能存在反铁磁有序。因此，我们把声子异常归因于磁有序引起的自旋-声子耦合。
2021-10-25 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
Microscopic origin of large negative magneto-electric coupling in Sr$_{1/2}$Ba$_{1/2}$MnO$_{3}$
结合从头算密度泛函和模型哈密顿方法，我们建立，在最近发现的多铁性相的锰氧化物Sr $_{1/2}$ Ba $_{1/2}$ MnO $_{3}$的Mn和O离子的极性畸变是稳定通过增强面内Mn-O杂化。磁超交换相互作用对极性键弯曲畸变非常敏感，这种依赖性直接导致了强磁电耦合。这种新的机制，多铁性是一致的实验观察到减少铁电极化后发病的磁有序。
2012-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large magnetocapacitance in electronic ferroelectric manganite systems
我们已经观察到一个相当大的正磁电容钙钛矿中的（$\sim$ $5-90\%$）Pr $_{0.55}$ Ca $_{0.45}$ Mn O $_3$和双层Pr（Sr $_{0.1}$ Ca $_{0.9}$）$_2$ Mn $_2$ O $_7$系统在5 T磁场下跨越20- 10 0 K以下的磁性转变点T $_N$。另一方面，磁介电效应表现出交叉：（a）在相同的温度范围内，钙钛矿系统从正到负，以及（b）双层系统从负到正。双层Pr（Sr $_{0.1}$ Ca $_{0.9}$）$_2$ Mn $_2$ O $_7$体系也表现出相当大的各向异性。我们还注意到磁场对这些体系介电弛豫特性的影响。这些系统属于一类不适当的铁电体，并预计表现出电荷/轨道顺序驱动的铁电极化低于转变点T $_{CO}$。在这些系统中的大的磁电容表现出典型的多铁性行为，即使铁电极化是小的相比，其他铁电体。
2013-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin dependence of ferroelectric polarization in the double exchange model for manganites
采用双交换（DE）模型系统地研究了几种典型多铁性锰氧化物的铁磁耦合。该模型被构造为磁活性Mn $3d$带的基础上的Wannier函数，并包括屏蔽现场库仑相互作用的效果。我们的方法的FE极化的本质是使用Berry相位理论，制定占领Wannier函数，并评估这些功能的DE模型的框架中的非对称自旋相关的变化。这使我们能够量化的磁对称性破缺的影响，并得出几个有用的表达式的电子极化${\bf P}$，取决于自旋的相对方向。提出的理论适用于三个主要问题的解决方案：（i）的磁状态依赖的${\bf P}$在六方锰氧化物;（ii）倾斜铁磁性和${\bf P}$在单斜BiMnO $_3$的微观关系;（iii）在正交晶系锰氧化物的FE活动的起源。我们表明，对于任意的非共线磁结构，沿正交$\boldsymbol{b}$轴和反铁磁耦合$\boldsymbol{c}$传播，${\bf P}$可以通过缩放的前因子只依赖于自旋的相对方向和自旋不均匀性的措施的E-阶段之一。该图同样适用于两重（HoMnO $_3$）和四重（TbMnO $_3$）周期锰氧化物。其根本区别在于二重周期磁结构是强不均匀的，这导致大的${\bf P}$。相反，四重周期磁结构可以被看作是一个适度扭曲的均匀自旋螺旋，这对应于较弱的${\bf P}$。
2014-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spintronic oxides grown by laser-MBE
最近对氧化物的研究发现了几种新的迷人的物理现象。高温超导性、巨磁阻、稀磁掺杂或多铁性在过渡金属氧化物中被发现和研究，代表了一类强相关电子系统的原型。这种发展伴随着关于薄膜制造的巨大进步。在过去的二十年中，使用激光分子束外延技术可以获得晶体质量接近半导体标准的外延薄膜。这一进展进行了审查，特别是强调过渡金属氧化物薄膜，他们的多功能的物理性能，以及它们对自旋电子学领域的影响。首先，介绍了铁磁半金属氧化物，如掺杂锰氧化物、双钙钛矿和磁铁矿的物理性质以及基于磁性隧道结的可能应用。其次，讨论了宽带隙半导体氧化锌的过渡金属离子的稀磁掺杂的争议和实现p型导电性的可能性。第三，介绍了氧化物多铁性材料的研究进展，包括单相多铁性钙钛矿薄膜材料和复合多铁性杂化材料的研究进展。
2011-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelectric coupling at the domain level in polycrystalline ErMnO3
本研究通过低温压电力显微镜，发现磁场可改变多晶ErMnO3的拓扑保护铁电畴，揭示了局部磁电耦合，为操控铁电涡旋提供新途径。
2024-03-19 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
Phase-coexistence and glass-like behavior in magnetic and dielectric solids with long range order
具有巨磁电阻效应的锰氧化物或锰氧化物中的相共存通常被认为是一种非均匀的基态。相共存的另一种解释是无序加宽的一级磁相变被动力学的玻璃状停滞所中断的表现，现在正逐渐得到认可。除了CMR锰氧化物之外，在具有长程磁序的两个状态之间的一阶相变的这种动力学停滞实际上已经在各种其他类别的磁性材料中观察到。一阶相变的动力学逮捕的基本共同特点进行了讨论的玻璃的现象。在介电固体和多铁性材料中，这种玻璃状的逮捕状态跨越无序影响的一阶相变的可能表现形式也进行了讨论。
2014-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxide spintronics
随着二十世纪八十年代末和九十年代金属基自旋电子学的发展，在高质量氧化物薄膜和异质结构的生长方面取得了重要进展。虽然这最初是由于在钙钛矿铜氧化物中发现了高温超导性，但这一技术突破很快被应用于其他过渡金属氧化物，特别是混合价锰氧化物。锰氧化物薄膜中巨磁阻的发现引发了对这些材料的研究活动，但磁性氧化物在自旋电子学领域的第一个显着影响是使用这种锰氧化物作为磁性隧道结中的电极，产生的隧道磁阻比过渡金属电极大一个数量级。从那时起，氧化物自旋电子学的研究一直很激烈，最新的发展集中在稀磁氧化物和最近的多铁性。在本文中，我们将回顾氧化物自旋电子学的最重要的结果，强调材料物理以及自旋相关的输运现象，最后给出一些观点，对如何新的磁性氧化物的浪潮可能是有用的下一代自旋电子器件。
2007-06-20 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
