多铁性与磁电材料的第一性原理研究

多铁性材料是指由于自旋、电荷、晶格和轨道自由度之间的相互作用而共存两种或多种铁性序的材料。近年来多铁性文献的爆炸性增长表明人们对这一领域的兴趣迅速增长。在这些研究中，第一性原理计算在实验解释、机理发现和新型多铁性或磁电材料的预测方面发挥了先驱作用。在这篇综述中，我们并非全面地讨论了第一性原理方法在多铁性、磁电效应和隧道结研究中的广泛应用和成功成就。特别是，我们介绍了一些我们最近开发的方法，例如轨道选择性外势（OSEP）方法，这些方法被证明是寻找多铁性或磁电材料中发生的 intriguing 现象背后机理的有力工具。我们还总结了关于三种电控磁性类型的第一性原理研究，这是自旋电子学和多铁性材料的共同目标。我们的综述提供了对过渡金属氧化物中铁电性起源以及铁电性与有序磁性共存的深入理解，并可能有助于未来探索新型多铁性或磁电材料。