The Landau free-energy of a compound that benefits from a linear coupling of an electric field and a magnetic field includes a product of the two fields, one polar and time-even and one axial and time-odd. In ME compounds, expectation values of some atomic magnetic tensors are invariant with respect to anti-inversion. An invariance shared by the Dirac monopole (an element of charge allowed in Maxwell's equations that has not been observed) and a Zeldovich anapole, also known as a Dirac dipole. From the science of materials perspective, it has been established that Dirac multipoles contribute to the diffraction of x-rays and neutrons. We identify Dirac monopoles in bulk magnetic properties of iron tellurate (Fe2TeO6) and a spin ladder (SrFe2S2O). Both cited compounds present a simple antiferromagnetic configuration of axial dipoles, and their different magnetic crystal classes allow a linear ME effect. However, the Kerr effect is symmetry allowed in the spin ladder and forbidden in iron tellurate. Anapoles are forbidden in iron tellurate and allowed in the spin ladder compound, a difference evident in diffraction patterns fully informed by symmetry. More generally, we identify a raft of Dirac multipoles, and axial multipoles beyond dipoles, visible in future experiments using standard techniques with beams of neutrons or x-rays tuned in energy to an iron atomic resonance. ME invariance imposes a phase relationship between nuclear (charge) and magnetic contributions to neutron (x-ray) diffraction amplitudes. In consequence, intensities of Bragg spots in an x-ray pattern do not change when helicity in the primary beam is reversed. A like effect occurs in the magnetic diffraction of polarized neutrons.
Linear magnetoelectric effect as a signature of long-range collinear antiferromagnetic ordering in the frustrated spinel CoAl2O4
A位阻挫磁性尖晶石CoAl_2 O_4的基态是共线反铁磁有序态还是螺旋自旋液态一直是一个有争议的问题，因为两种竞争相互作用的比值J_2/J_1位于这两种基态的边界附近。本文通过对磁电效应的研究和蒙特卡罗模拟，讨论了不同Co2+/Al 3+位序的CoAl 2 O 4的磁基态.低位序CoAl 2 O 4在磁有序温度以下表现出线性磁电效应。随着无序度的增加，磁电效应被抑制，并且具有14%无序度的样品表现出没有磁电效应的自旋玻璃行为。蒙特卡罗模拟支持了实验结果，并表明位序无序抑制了长程反铁磁有序并诱导了自旋玻璃态。由于线性磁电效应需要长程磁有序，我们认为低位无序的CoAl_2 O_4的基态是共线反铁磁体。
Gigantic magnetoelectric effect caused by magnetic-field-induced canted antiferromagnetic-paramagnetic transition in quasi-two-dimensional Ca$_2$CoSi$_2$O$_7$ crystal
研究了Ca $_2$ CoSi $_2$ O $_7$晶体的磁性和介电性能。Ca $_2$ CoSi $_2$ O $_7$的介电性和磁性在倾斜反铁磁转变温度（$T_{\rm N}$）以下强烈耦合：磁场在低于$T_{\rm N}$的温度下诱导电极化的强度。有趣的是，即使没有极化电场，也能检测到磁场诱导的电极化的强度。在$T_{\rm N}$以下，由磁场诱导倾斜的反铁磁-顺磁转变。在$T_{\rm N}$周围观察到大的磁电容。大的磁电容是由磁场引起的反铁磁-顺磁转变引起的。
Noncollinear antiferromagnetic order in the buckled honeycomb lattice of magnetoelectric Co4Ta2O9 determined by single-crystal neutron diffraction
Co_4Ta_2O_9具有三维磁晶格结构，其结构为蜂窝状。它表现出特殊的磁电效应，包括符号变化和非线性。如果不详细了解磁结构，就无法理解这些效应。在这里，我们报告的中子衍射和方向相关的磁化率测量Co 4 Ta 2 O 9单晶。低于20.3 K，我们发现一个长程反铁磁顺序在交替屈曲和平坦的蜂窝层的Co 2+离子沿c轴堆叠。在实验精度范围内，磁矩位于ab平面。它们在屈曲层中形成倾斜的反铁磁结构，在15 K时的倾斜角为~ 14度，而在每个平坦层中的磁矩是共线的。这是直接证明了有限的（0，0，3）磁布拉格峰强度，这将是不存在的共线磁秩序。磁空间群为C2 ′/c。这是不同于以前报道的C2/c'组，也发现在同构的Co_4Nb_2O_9。修正后的磁结构成功地解释了自旋翻转模型框架内的Co 4 Ta 2 O 9的磁电张量的主要特点。
Anisotropy in the magnetization and magnetoelectric response of single crystalline Mn$_{4}$Ta$_{2}$O$_{9}$
本文报道了与温度有关的磁电反铁磁体Mn $_{4}$ Ta $_{2}$ O $_{9}$的磁化强度和中子衍射测量结果。对单晶样品进行的测量表明，磁化强度是各向异性的，并且在反铁磁有序状态中出现了弱铁磁分量。粉末中子衍射测量表明，磁性结构包括反铁磁耦合的铁磁链Mn $^{2+}$自旋沿三角$c$轴对齐，在相反的报告，在这个家庭的其他isostructural成员。在周期性电场下进行的磁测量表明磁电响应也是各向异性的，沿着三角形$c$轴的耦合和垂直于它的耦合具有不同的符号。
High-resolution neutron diffraction determination of noncollinear antiferromagnetic order in the honeycomb magnetoelectric Fe$_{4}$Nb$_{2}$O$_{9}$
Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Yonsei University（延世大学）；Chonnam National University（全南国立大学）；Center for Integrated Nanostructure Physics, Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院集成纳米物理中心）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
Imaging antiferromagnetic domains in LiCoPO$_4$ via the optical magnetoelectric effect
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；Leibniz IFW Dresden（莱布尼茨德累斯顿固体研究所）；University of Tokyo（东京大学）；Tokyo College, University of Tokyo（东京大学东京学院）；HUN-REN–BME Condensed Matter Physics Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与教育网络-布达佩斯技术与经济大学凝聚态物理研究组）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
Probing magnetic symmetry in antiferromagnetic Fe4Nb2O9 single crystals by linear magnetoelectric tensor
在本研究中，我们研究了磁介电，磁电（ME），和角依赖极化在单晶Fe 4 Nb 2 O 9。当磁场沿三个正交的x-、y-（y//[120]）和z方向施加时，发现仅在T-N接近95 K时，磁介电效应在ε（x）（x//[100]）、ε（y）（y//[120]）和ε（z）（z//[001]）中是显著的。当沿三个正交方向施加高达9 T的有限磁场时，在反铁磁相中可以感应出分别为70、100和30 μ C/m（2）的有限极化P-x、P-y和P-z。角相关极化测量验证了T-N以下的主要线性ME效应。从上述实验结果可以推断出具有所有九个非零分量的线性ME张量a（ij），表明倾斜反铁磁位形具有低得多的磁点群-1'。
Antiferromagnetic dichroism and Davydov splitting of 3d-excitons in a complex multisublattice magnetoelectric CuB2O4
多铁性材料中磁相变时的时空对称性破缺导致了许多显著的光学效应。我们的高分辨率光谱研究的3d-激子在一个复杂的多亚晶格磁电CuB 2 O 4表明，其中，一个大的反铁磁线性二向色性被观察到这是高度亚晶格敏感的自旋子系统的细微变化。我们证明，发现的线性二向色性与微观上的磁性Davydov分裂激子状态。我们宣布了一种新的磁相变，并认为，一个椭圆形的螺旋结构，而不是一个简单的圆形螺旋线实现的无公度相，这些发现被忽视在以前的研究中，通过光学和其他技术。我们认为，这种光谱方法可以有效地应用于其他材料，揭示磁性结构和相变的隐藏特征。
All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Institut für Festkörperforschung（固体研究所）；Department of Advanced Materials Science, The University of Tokyo（东京大学先进材料科学系）；Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg（奥格斯堡大学电子关联与磁性中心）；Tokyo College and department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学东京学院与应用物理系）
Antiferromagnetic order in multi-band Hubbard models for iron-pnictides
利用Gutzwiller变分理论研究了${\rm La O Fe As}$中3个铁离子$t_{2g}$带和2个铁离子3 $d$带的多带哈伯德模型.我们对顺磁基态的分析表明，无论是Hartree-Fock平均场论还是有效自旋模型都不能充分描述这些系统。与Hartree-Fock型方法相反，Gutzwiller理论预测反铁磁秩序需要大量的本地Hund规则交换相互作用值。对于三带模型，反铁磁矩适合广泛的相互作用参数的实验数据。然而，对于更合适的五带模型，铁$e_g$电子取代了$t_{2g}$电子，它们对有序矩有很大贡献。
Magnetic structure of the magnetoelectric material Ba$_2$MnGe$_2$O$_7$
结合中子衍射和单晶磁化强度测量，对Ba $_2$ Mn Ge $_2$ O $_7$的低温磁电态进行了详细的研究。在10 K的顺磁状态下，极化中子衍射被用来揭示磁化率张量的分量。利用非极化中子衍射测定了$T_N \approx 4$ K在反铁磁转变温度以下的晶体和磁性结构。这一数据意味着没有结构相变从10 K下降到2.5 K，并很好地描述内的tetrahydro空间群$P\bar{4}2_1m$。我们发现，在零磁场下，磁空间群为$C_cmc2_1$或$P_c2_12_12_1$，沿[110]或[100]方向分别具有反铁磁有序，而沿[001]轴的相邻自旋是反铁磁有序的.由于$ab$平面内的小倾斜而导致的非共线自旋排列被对称性所允许，并在实验中观察到。在2.5 K时，有序矩为3.24（3）$μ_B$ /Mn $^{2+}$，并由宏观磁化强度绘制了温度场相关的磁相图。讨论了Ba $_2$ Mn Ge $_2$ O $_7$与Ba $_2$ CoGe $_2$ O $_7$和Ca $_2$ CoSi $_2$ O $_7$的磁结构之间的明显差异。
Enhanced magnetoelectric effect of exactly solved spin-electron model on a doubly decorated square lattice in vicinity of a continuous phase transition
Rich magnetoelectric phase diagrams of multiferroic single-crystal alpha-NaFeO2
通过磁化强度、比热、介电常数和热释电电流测量以及中子衍射实验研究了多铁性三角晶格磁体化合物α-NaFeO 2的磁性和介电性质，所述中子衍射实验使用通过水热合成方法生长的单晶。该工作产生了磁场（在单斜ab平面B_ab和沿c* 轴B_c）与温度的磁相图，其中在B_ab和沿B_c分别包括五个和六个磁有序相。通过比较不同铁电相的极化方向与磁结构的关系，我们认为用正交分量p1 ~ rij x（Si x Sj）和p2 ~ Si x Sj表示的广义逆Dzyaloshinskiii-Moriya机制可以解释不同铁电相的极化方向.基于计算，将交换相互作用的第四个最近邻（NN）耦合，我们推断，反铁磁性之间的竞争第二NN相互作用在三角形晶格平面，以及弱面间反铁磁性相互作用，负责丰富的相图α-NaFeO 2。
Cation-ordered A$'_{1/2}$A$''_{1/2}$B$_2$X$_4$ magnetic spinels as magnetoelectrics
结果表明，在APDMATHABMO A $''_{1/2}$ B $_2$ X $_4$磁性尖晶石中，$'$和$''$阳离子的1：1有序排列导致了磁电性能的出现.磁感应电极化的可能值计算使用最近提出的微观模型，它考虑到自旋相关的电偶极矩的磁性离子位于非中心对称的晶体位置。我们建立了阳离子有序尖晶石中磁相变的唯象模型，描述了B阳离子自旋的铁磁和反铁磁有序模式，并计算了各自的磁电响应。我们发现有序尖晶石的磁电系数在铁磁相变或弱铁磁相变时出现发散。
Phase transitions in multiferroic BiFeO3 crystals, thin-layers, and ceramics: Enduring potential for a single phase, room-temperature magnetoelectric 'holy grail'
