A number of L2$_1$ phase alloys (composition X$_2$YZ) are half-metallic. Although this structure is typically described in terms of an fcc Bravais lattice with a 4 atom basis, it can be viewed more simply as a variant of bcc or B2 in which planes of X$_2$ alternate with planes of YZ along the 001 direction. Using ab-initio electronic structure calculations, we have investigated planar insertions along 001 into the L2$_1$ structure. For most scenarios, insertion of single or double atomic layers of Cr into Co$_2$MnGe or Co$_2$MnSi did not destroy the half-metallic property. One insertion of a Cr layer into Co$_2$MnGe was observed to increase the gap. In fact, we observed that for a large number of insertions using various transition metals or combinations of transition metals and non-transition metals, the band gap in the minority channel at the Fermi energy remains. An ad hoc rule that seems to partially capture the tendency to form half-metals can be formulated as: "001 planar insertions that can plausibly yield 8 down spin electrons on the X$_2$ layer and 4 down spin electrons on the YZ layer yield half-metals".
Mimicking cuprates: large orbital polarization in a metallic square-planar nickelate
高温铜氧化物超导性是凝聚态物理中的一个关键问题。在解决这个问题的无数方法中，研究具有类似结构和3d电子数的替代过渡金属氧化物被建议作为铜酸盐物理学的代理。这些类似物都不是超导的，甚至很少有金属的。在这里，我们报告说，低价，准二维三层化合物，Pr 4 Ni 3 O 8避免了先前报道的La 4 Ni 3 O 8的电荷条纹有序相，导致金属基态。通过结合X射线吸收光谱和密度泛函理论计算，我们进一步发现金属Pr 4 Ni 3 O 8具有低自旋组态和显著的未占据eg态轨道极化，在费米能附近具有明显的dx 2-y2特征，这两个特征都是铜酸盐超导体的标志。属于一个政权的3D电子计数发现空穴掺杂的铜酸盐，Pr 4 Ni 3 O 8，因此代表了一个最接近的类比铜酸盐尚未报道和一个奇异的有前途的候选人，如果适当掺杂的高Tc超导。
Cation Disorder and Lithium Insertion Mechanism of Wadsley--Roth Crystallographic Shear Phases
Wadsley-Roth晶体剪切相形成了一个化合物家族，由于其作为锂离子电池电极的优异性能而引起了人们的关注。这些材料复杂的晶体结构对第一原理计算建模提出了挑战，并阻碍了对其结构，电子和动态特性的理解。在本文中，我们研究了三种不同的铌-钨氧化物晶体剪切相，（Nb $_{12}$ WO $_{33}$，Nb $_{14}$ W $_{3}$ O $_{44}$，Nb $_{16}$ W $_5$ O $_{55}$）使用基于枚举的方法，原理密度泛函理论计算。我们报告的共同原则，这些材料的阳离子无序，锂插入机制，和电子结构。钨优先占据块型晶体结构内的四面体和块中心位置。锂的插入通过三步机制进行，与主晶格的各向异性演化相关联。我们的计算揭示了长程和局部结构变化之间的重要联系：在该机制的第二步中，局部结构扭曲的消除导致晶格沿特定晶体学方向收缩，缓冲材料的体积膨胀。铌-钨氧化物剪切结构在初始锂插入期间由于块的限制效应而托管少量的局部电子，但在进一步锂化时迅速变成金属。我们认为，在锂化过程中，局部，长程和电子结构演变的结合有利于这些材料作为电池电极的性能。我们建立的机械原理产生于化合物独立的晶体学剪切结构，因此可能适用于Ti/Nb氧化物或纯Nb氧化物剪切相。
Spin injection efficiency at metallic interfaces probed by THz emission spectroscopy
太赫兹（THz）自旋-电荷转换已经成为产生THz脉冲的一个越来越重要的过程，并作为探测磁界面处超快自旋相互作用的工具。然而，它与传统的稳态铁磁共振技术的关系却知之甚少。在这里，我们调查纳米三层的Co/X/Pt（X=Ti，Au或Au 0：85 W 0：15）作为“X”层厚度的函数，其中由逆自旋霍尔效应产生的太赫兹发射相比，吉尔伯特阻尼的铁磁共振。通过插入的“X”层，我们表明，注入非磁性层的超快自旋电流定义了一个直接的自旋电导，而吉尔伯特阻尼导致一个有效的自旋混合电导的三层。重要的是，我们表明，这两个参数是相互连接的，自旋记忆损失可以通过一个有效的哈密顿与Rashba字段建模。这项工作突出了磁路概念可以成功地扩展到超快自旋电子器件，以及通过超快THz光谱和稳态技术之间的互补性增强对自旋电荷转换过程的理解。
