Antiferromagnetism in Ru2MnZ (Z=Sn, Sb, Ge, Si) full Heusler alloys: effects of magnetic frustration and chemical disorder
本文对Ru_2MnZ（Z= Sn，Sb，Ge，Si）全Heusler合金反铁磁性的形成机理进行了系统的理论研究。我们的研究是基于原子间Mn-Mn交换作用的第一性原理计算，建立了合适的Heisenberg自旋模型，并在此基础上进行了有限温度下磁性的蒙特卡罗模拟。交换相互作用来自顺磁态，而长程化学无序的一个现实的帐户是在相干势近似的框架。我们发现，在高度有序的合金（Z=Sn和Sb）的情况下，来自完美有序的L21结构的交换相互作用导致Néel温度与实验非常一致，而特别是在Si的情况下，考虑化学无序是必要的，以重现实验Néel温度。我们的数值计算结果表明，改善样品的热处理，以抑制Mn和Si原子之间的混合，Si基合金的Néel温度可以潜在地提高30%以上。此外，我们表明，在强烈无序Ru 2 MnSi合金的反铁磁有序发生了明显的变化。
2015-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism and superconductivity in the half-Heusler semimetal HoPdBi
我们观察到超导性和反铁磁秩序共存的单晶三元磷属元素化物HoPdBi，一个合理的拓扑半金属。该化合物在$T_N =$ 1.9 K时具有反铁磁性，在低于$T_c =$ 0.7 K时具有超导电性，并通过磁、电输运和比热测量得到证实.比热的反常对应于反铁磁有序转变和晶场效应，而不对应于超导转变。单晶中子衍射结果表明，该反铁磁结构具有（1/2，1/2，1/2）传播矢量的特征。电阻率的温度变化揭示了半导体和金属特性的两个平行导电通道。在弱磁场下，磁电阻表现出弱的反局域化效应，而在强磁场和低于50 K的温度下，磁电阻则很大且为负。在温度低于7 K时，电阻率出现具有两个频率的Shubnikov-de Haas振荡。这些振荡具有非平凡的Berry相位，这是狄拉克费米子的一个显著特征。
2015-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Mn$_2$VAl Heusler alloy thin films: Appearance of antiferromagnetism and an exchange bias in a layered structure with Fe
采用超高真空磁控溅射法在MgO（100）单晶衬底上外延生长Mn $_2$ VAl Heusler合金薄膜。A2和L2 $_1$型Mn $_2$ VAl顺序由沉积温度控制。A2型Mn $_2$ VAl薄膜没有自发磁化，L2 $_1$ VAl薄膜在室温下表现出亚铁磁行为，最大饱和磁化强度为220 emu/cm $^3$.在室温下用中子衍射观察到在400 $^\circ$ C沉积的A2型Mn $_2$ VAl膜的反铁磁反射。反铁磁A2 Mn $_2$ VAl和Fe的双层样品在10 K时显示出120 Oe的交换偏置。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Itinerant G-type antiferromagnetism in D0$_3$-type V$_3$Z (Z=Al, Ga, In) compounds: A first-principles study
Heusler化合物由于其各种磁性而被广泛研究，使其成为自旋电子学和磁电子学应用的理想候选者。V $_3$ Al在其亚稳D 0 $_3$型Heusler结构中是一种罕见的反铁磁无隙行为的原型。我们提供了一个广泛的研究的电子和磁性的V $_3$ Al，V $_3$ Ga和V $_3$ In化合物的基础上最先进的电子结构计算。我们证明了这三种半导体的基态都是G型巡游反铁磁无带隙半导体。大的反铁磁交换相互作用导致非常高的Néel温度，预计约为1000 K。在这些化合物中的无隙和反铁磁行为的共存可以解释考虑同时存在的三个V原子的单位电池使用的参数已被用于通常的逆Heusler化合物。我们希望我们对这些化合物的研究能够进一步提高人们对它们的兴趣，以优化它们的生长条件并最终将其纳入器件。
2016-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Role of defects and disorder in the half-metallic full-Heusler compounds
半金属铁磁体，特别是含Co的全Heusler合金，由于其在自旋电子学中的潜在应用而处于科学研究的中心。对于实际的器件，重要的是精确控制这些合金中缺陷的产生。我们回顾了我们的一些后期结果在这些化合物中的缺陷和杂质的作用。更准确地说，我们目前的结果为以下情况（i）掺杂和无序的Co $_2$ Cr（Mn）Al（Si）合金，（ii）半金属亚铁磁性出现由于创建的Cr（Mn）在这些合金中的反位，（iii）共掺杂Mn $_2$ VAl（Si）合金导致半金属反铁磁性，最后（iv）的空位的出现在全赫斯勒合金含有Co和Mn。这些结果是易于鼓励进一步的理论和实验研究这些化合物的性质。
2007-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetism and disorder in epitaxial Mn(2-x)Co(x)VAl thin films
四元全Heusler化合物Mn（2-x）Co（x）VAl（x = 1）被预测为半金属反铁磁体。四元化合物的薄膜，其中x = 0.采用直流和射频磁控共溅射法在加热的MgO（001）衬底上制备了2.磁结构的X-射线磁性圆二色性和化学无序进行了研究，其特征在于通过X-射线衍射。Mn_2VAl（x = 0）中观察到V与Mn的铁磁耦合。当x = 0.5时，我们还发现V和Co反平行于Mn的亚铁磁有序。利用相干势近似下的能带结构计算，对观测到的约化磁矩进行了解释。Mn 2 VAl对涉及Mn的无序非常敏感，因为最近邻Mn原子反铁磁耦合。Co_2VA_1具有B_2有序性，具有降低的磁化强度。在x >= 0.9的情况下，观察到常规的铁磁性，这与这些化合物中的原子无序密切相关。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of epitaxial films of CoIrMnAl equiatomic quaternary Heusler alloy designed from first-principles calculation
具有半金属Heusler合金电极的MgO势垒磁性隧道结在自旋电子学中的应用引起了人们的广泛关注。然而，与材料相关的几个问题仍然有待解决，以供实际使用。近年来，四分之一等原子Heusler合金作为先进的Heusler合金受到人们的关注。CoIrMnZ（Z = Al、Si、Ga和Ge）半金属Heusler合金被设计和预测为具有适中的居里温度并且与MgO势垒晶格匹配，这有利于传统的Co2 Heusler合金[T. Roy等人，J.马格.马格.板牙498，166092（2020）]。在这里，我们实验研究的结构和磁性的薄膜的合金之一，CoIrMnAl与溅射沉积。我们成功地获得了B2化学有序的薄膜，即使没有后退火过程。在500-600 $^\circ$ C退火的薄膜的晶格常数接近预测值。在10 K时的磁化强度接近500 kA/m，居里温度约为400 K，这是预测的完全有序结构的值的70%左右。根据第一性原理计算的预测，在B2有序CoIrMnAl中出现亚铁磁性，并出现Co-Ir和Mn-Al的全交换无序和Co-Mn的几乎全交换无序，很好地解释了这些B2有序薄膜中所观察到的磁性。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic diluted antiferromagnetic semiconductors
在第一性原理电子结构计算的基础上，强调了稀磁半导体中存在半金属反铁磁性的可能性，这是亚铁磁性的一种特殊情况，具有补偿磁化.作为典型的例子，讨论了3d过渡金属离子对（V，Co）和（Fe，Cr）掺杂的II-VI族化合物半导体的电磁性质。
2006-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Co Substitution on Ferrimagnetic Heusler compound Mn3Ga
采用第一性原理研究了Co掺杂对Mn $_3$ Ga的结构和磁性的影响。不含Co时，亚铁磁Heusler化合物Mn_3Ga为四方相。随着Co取代，取决于Co浓度（x）Mn $_3$ Ga在x \leq 0.5（x \geq 0.5）时优选四方（立方）相。铁磁性是稳健的，无论在两个阶段的x。两种Mn的磁矩随x的变化不明显，Co的磁矩在两相中表现出不同的行为，导致总磁矩（M_{tot}）的不同特征。当x \leq = 0.5时，在四方相中，Co的磁矩几乎为零，导致M_{tot}随x的增加而减小。相反，当x \geq 0.5时，在立方相中，Co磁矩大致为1 $μ_B$，这是Mtot增加的原因。用偏态密度分析了不同x下的电子结构。为了阐明反直觉的小Co矩，磁交换相互作用进行了研究，其中Co和Mn之间的交换系数在x \leq 0.5的情况下比x \geq 0.5的情况下小得多。
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Possible Half Metallic Antiferromagnetism in a Double Perovskite Material with Strong Spin-Orbit Couplings
采用第一性原理密度泛函方法研究了最近合成的双钙钛矿结构材料Pr $_2$ MgIrO $_6$（PMIO）.计算结果表明，PMIO是一种磁性Mott-Hubbard绝缘体，它受到Ir-5 $d$和Pr-4 $f$电子的自旋轨道耦合（SOC）和库仑相互作用以及晶场的共同作用的影响.当Pr逐渐被Sr取代时，该系统表现出自旋电子学应用所需的半金属（HM）状态。在[Pr $_{2-x}$ Sr $_x$ MgIrO $_6$ ] $_2$中，$x=1$在晶胞中获得了零自旋磁化强度的HM反铁磁性（HMAFM），而$x=0.5$和1.5 HM亚铁磁性（HMFiM）分别在每个晶胞中观察到$μ_{\rm tot}=3μ_{\rm B}$和$μ_{\rm tot}=-3μ_{\rm B}$。强调了费米能级上自旋带和自旋带之间的大的交换分裂使得半金属丰度即使在强SOC下也是可能的。
2014-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Unusual kinetic properties of usual Heusler alloys
该评论考虑了各种各样的Heusler化合物，它们可以具有半导体，半金属铁磁体，自旋无隙半导体，拓扑半金属和非共线反铁磁体的性质。在这些Heusler化合物中，从晶体结构的角度来看是“常规的”，可以观察到不寻常的动力学和磁性，这是由其电子结构的特征引起的（例如，对于一个自旋投影存在能隙）和磁状态（例如，强铁磁性、补偿亚铁磁性等）。它们的磁性和动力学特性对外部影响非常敏感。根据合金成分和外部参数，可以实现所考虑的状态之间的转换。这为控制此类化合物的电磁特性及其实际应用开辟了进一步的前景。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder mediated fully compensated ferrimagnetic spin-gapless semiconducting behaviour in Cr3Al Heusler alloy
Indian Institute of Technology Palakkad（印度理工学院帕拉卡德分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Central University of Haryana（哈里亚纳邦中央大学）；Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究机构，特鲁万得琅校区）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）；Bhabha Atomic Research Centre（巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究揭示了Cr3Al合金在无序结构下同时表现出自旋无隙半导体传输和完全补偿的反铁磁性行为，为高效spintronic器件提供了新平台。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-metallicity and anomalous Slater-Pauling behaviour in half-Heusler CrMnSb
本研究利用第一性原理方法揭示半赫斯勒 CrMnSb 尽管满足 18 价电子规则，却因 Cr 和 Mn 子晶格反平行排列产生的局域磁矩而表现出反常的半金属完全补偿亚铁磁基态，而非预期的非磁性半导体基态。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Antiferromagnetic Exchange Interactions in Ni$_{2}$Mn$_{1.4}$In$_{0.6}$ ferromagnetic Heusler alloy
Ni-Mn-Z（Z = Ga，In，Sn，Sb）Heusler合金的磁性主要归因于Mn原子间的Rudermann-Kittel-Kasuya-Yoshida型相互作用。我们研究磁相互作用在这样的合金，镍$_{2}$锰$_{1.4}$在$_{0.6}$，并试图解释的起源反铁磁（AFM）相互作用共存的铁磁的。通过X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性（XMCD）的结合，我们发现，镍起着重要的作用，随着锰的整体磁性。一个显着的杂交，开发之间的Mn和Ni轨道的结果在一个小的反铁磁矩在Ni网站。在马氏体相的XMCD磁滞回线的位移表明，反铁磁性的结果从超交换，如由Ni介导的Mn原子之间的相互作用。
2013-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic order and magneto-transport in half-metallic ferrimagnetic Mn$_y$Ru$_x$Ga thin films
钌含量的半金属Mn $_2$ Ru $_x$ Ga薄膜，具有双轴应变的反Heusler结构，控制亚铁磁性，决定他们的磁性和电子性能。广泛的研究Mn $_y$ Ru $_x$ Ga薄膜的MgO（100）衬底上的$1.8 \leq y \leq 2.6$和$x = 0.5$，0.7或0.9，包括结晶，磁序，磁输运和自旋极化进行映射特定的组合物依赖于性能在这个通用的三元系统。从X-射线反射率与计算密度的实验密度的比较表明，所有组合物，这意味着化学无序的全部占位。所有磁矩都位于斜率为1的Slater-Pauling图上，并且除了$x = 0.5$、$y = 2.2$之外，所有磁矩都在\tcmp ~低于500 K时表现出磁补偿。在\tcmp ~附近的电子迁移率超过10~T。增加Mn或Ru含量提高了\tcmp，但增加Ru也降低了由点接触Andreev反射确定的自旋极化。用分子场理论模拟了铁磁磁矩随温度的变化关系，推导出了三个主要的交换系数。显着的差异，在形状的异常霍尔和净磁化磁滞回线的解释基本倾斜的小净力矩高达\SI{40}{\degree}相对于$c$ -轴在零场，这是一个轻微的非共线性的Mn $^{4c}$亚晶格矩由于竞争内的亚晶格交换相互作用所产生的反位无序和过剩的Mn在晶胞。结果是减少自旋极化和增强的固有贡献的异常霍尔效应。作为$x$和$y$的函数的物理性质的系统调查将指导组合物的选择…
2021-04-22 cond-mat.mtrl-sci
