Hybrid improper ferroelectricity in a multiferroic and magnetoelectric metal-organic framework

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 16, 2013, Pages 2284-2290

  Stroppa, A ^a   Barone, P ^a   Jain, P ^b   Perez Mato, J M ^c   Picozzi, S ^a  

^a CNR SPIN   (Italy)

^b LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF THE BASQUE COUNTRY UPV EHU   (Spain)

Author keywords

hybrid improper ferroelectrics; jahn teller; magnetoelectrics; metal organic frameworks; multiferroics; pseudo rotation

Indexed keywords

IMPROPER FERROELECTRICS; JAHN-TELLER; MAGNETOELECTRICS; METAL ORGANIC FRAMEWORK; MULTIFERROICS; PSEUDO-ROTATION;

CALCULATIONS; FERROELECTRICITY; HYDROGEN BONDS; INORGANIC COMPOUNDS; JAHN-TELLER EFFECT;

CRYSTALLINE MATERIALS;

EID: 84876502999     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201204738     Document Type: Article

References (68)

1. O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi, J. Kim, Nature 2003, 423, 705.
2. G. Férey, A. K. Cheetham, Science 1999, 283, 1125.
3. C. N. R. Rao, A. K. Cheetham, A. Thirumurugan, J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 083202.
4. K. Sumida, D. L. Rogow, J. A. Mason, T. M. McDonald, E. D. Bloch, Z. R. Herm, T.-H. Bae, J. R. Long, Chem. Rev. 2012, 112, 724.
5. M. J. Rosseinsky, Nat. Mater. 2010, 9, 609
6. M. A. Green, Nat. Mater. 2010, 9, 539
7. 2009 Metal-organic framewoks issue, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1201.
8. H. Sato, R. Matsuda, K. Sugimoto, M. Takata, S. Kitagawa, Nat. Mater. 2010, 9, 661.
9. R. Makiura, S. Motoyama, Y. Umemura, H. Yamanaka, O. Sakata, H. Kitagawa, Nat. Mat. 2010, 9, 565.
10. T. C. Narayan, T. Miyakai, S. Seki, M. Dinca, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12932.
11. A. U. Ortiz, A. Boutin, A. H. Fuchs, F.-X. Coudert, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 195502.
12. B. Assfour, S. Leoni, G. Seifert, I. A. Baburin, Adv. Mater. 2011, 23, 1237.
13. C. Bosch-Serrano, J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, A. Gaita-Arino, A. Palii, B. Tsukerblat, Phys. Rev. B 2012, 86, 024432.
14. H. Wu, S. Pan, K. R. Poeppelmeier, H. Li, D. Jia, Z. Chen, X. Fan, Y. Yang, J. M. Rondinelli, H. Luo, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7786.
15. G. Nénert, U. Adem, E. M. Bauer, C. Bellitto, G. Righini, T. T. M. Palstra, Phys. Rev. B. 2008, 78, 054443.
16. A. C. Kathalikkattil, K. K. Bisht, N. Aliaga-Alcalde, E. Suresh, Cryst. Growth Des. 2011, 11, 1631.
17. S. P. Gabuda, S. G. Kozlova, D. G. Samsonenko, D. N. Dybtsev, V. P. Fedin, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 20460.
18. B. Zhang, Y. Zhang, D. Zhu, Dalton Trans. 2012, 41, 8509.
19. B. Liu, R. Shang, K.-L. Hu, Z.-M. Wang, S. Gao, Inorg. Chem. 2012, 51, 13363.
20. X. Wang, X. Liu, A. Tian, J. Ying, H. Lin, G. Liu, J. Zhang, D. Zhao, Inorg. Chem. Commun. 2012, 17, 71.
21. M. Grzywa, D. Denysenko, J. Hanss, E.-W. Scheidt, W. Scherer, M. Weil, D. Volkmer, Dalton Trans. 2012, 41, 4239.
22. E. Pardo, C. Train, H. Liu, L.-M. Chamoreau, B. Dkhil, K. Boubekeur, F. Lloret, K. Nakatani, H. Tokoro, S. Ohkoshi, M. Verdaguer, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8356.
23. M. Ahmad, R. Das, P. Lama, P. Poddar, P. K. Bharadwaj, Cryst. Growth Des. 2012, 12, 4624.
24. D.-W. Fu, W. Zhang, H.-L. Cai, Y. Zhang, J.-Z. Ge, R.-G. Xiong, S. P. D. Huang, T. Nakamura, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11947.
25. G.-C. Xu, W. Zhang, X.-M. Ma, Y.-H. Chen, L. Zhang, H.-L. Cai, Z.-M. Wang, R.-G. Xiong, S. Gao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14948.
26. R. Ramesh, Nature, 2009, 461, 1218.
27. T. Besara, P. Jain, N. S. Dalal, P. L. Kuhns, A. P. Reyes, H. W. Kroto, A. K. Cheetham, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 6828.
28. P. Jain, V. Ramachandran, R. J. Clark, H. D. Zhou, B. H. Toby, N. S. Dalal, H. W. Kroto, A. K. Cheetham, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13625.
29. G.-C. Xu, W. Zhang, X.-M. Ma, Y.-H. Chen, L. Zhang, H.-L. Cai, Z.-M. Wang, R.-G. Xiong, S. Gao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14948.
30. R. I. Thomson, P. Jain, A. K. Cheetham, M. A. Carpenter, Phys. Rev. B 2012, 86, 214304.
31. N. A. Spaldin, M. Fiebig, Science 2005, 309, 391.
32. S.-W. Cheong, M. Mostovoy, Nat. Mater. 2007, 6, 13.
33. J. Wang, J. B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S. B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, U. V. Waghmare, N. A. Spaldin, K. M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh, Science 2003, 299, 1719.
34. E. Bousquet, M. Dawber, N. Stucki, C. Lichtensteiger, P. Hermet, S. Gariglio, J.-M. Triscone, Ph. Ghosez, Nature (London) 2008, 452, 732.
35. N. A. Benedek, C. J. Fennie, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 107204.
36. J. Lopez-Perez, J. Iniguez, Phys. Rev. B 2011, 84, 075121.
37. J. M. Rondinelli, C. J. Fennie, Adv. Mater. 2012, 24, 1961.
38. T. Fukushima, A. Stroppa, S. Picozzi, J. M. Perez-Mato, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 12186.
39. N. A. Benedek, A. T. Mulder, C. J. Fennie, J. Solid State Chem. 2012, 195, 11.
40. J. M. Rondinelli, S. J. May, J. W. Freeland, MRS Bull. 2012, 37, 261.
41. C. Adamo, private communication.
42. K.-L. Hu, M. Kurmoo, M. Wang, S. Gao, Chem. Eur. 2009, 15, 12050.
43. A. Stroppa, P. Jain, P. Barone, M. Marsman, J. M. Perez-Mato, A. K. Cheetham, H. W. Kroto, S. Picozzi, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5847.
44. T. Moriya, Phys. Rev. 1969, 120, 91.
45. L.-S. Long, X.-M. Chen, M.-L. Tong, Z.-G. Sun, Y.-P. Ren, R.-B. Huang, L.-S. Zheng, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 2888.
46. M. Kurmoo, H. Kumagai, S. M. Hughes, C. J. Kepert, Inorg. Chem. 2003, 42, 6709.
47. S. Margadonna, G. Karotsis, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16436.
48. G. Matsumoto, J. Phys. Soc. Jpn. 1970, 29, 606.
49. J. Kanamori, J. Appl. Phys. 1960, 31, 14S.
50. M. E. Lines, A. M. Lines, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials, Clarendon. Press, Oxford 1977.
51. I. B. Bersuker, The Jahn-Teller Effect, Cambridge University Press, Cambridge, 2006.
52. I. B. Bersuker, Chem. Rev. 2012, DOI:10.1021/cr300279n.
53. J. B. Goodenough, Magnetism and Chemical Bonds, Interscience Publ., N. Y.-Lnd., 1963
54. D. J. Khomskii, in Spin Electronics (Eds:, M. Ziese, M. J. Thornton,), Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2001.
55. M. D. Towler, R. Dovesi, V. S. Saunders, Phys. Rev. B 1995, 52, 10150.
56. P. Ghosez, J. M. Triscone, Nat. Mater. 2011, 10, 269.
57. I. Dzyaloshinsky, J. Phys. Chem. Sol. 1958, 4, 241.
58. T. Moriya, Phys. Rev. Lett 1960, 4, 228.
59. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
60. P. E. Blöchl, Phys. Rev. B 1994, 50, 17953.
61. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
62. R. D. King-Smith, D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 1993, 47, 1651.
63. J. Heyd, G. E. Scuseria, M. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207.
64. S. Grimme, J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463.
65. Bilbao Crystallographic Server, http://www.cryst.ehu.es/(last accessed, January 2013)
66. C. Capillas, E. S. Tasci, G. de la Flor, D. Orobengoa, J. M. Perez-Mato, M. I. Aroyo, Z. Krist., 2011, 226, 186.
67. D. Orobengoa, C. Capillas, M. I. Aroyo, J. M. Perez-Mato, J. Appl. Cryst. 2009, A42, 820.
68. J. M. Perez-Mato, D. Orobengoa, M. I. Aroyo, Acta Cryst. A 2010, 66, 558.