Itinerant spin polaron and metallic ferromagnetism in semiconductor moiré superlattices
理论上预测半导体莫尔超晶格的莫特绝缘体在窄莫尔能带半填充上下掺杂时分别存在巡游自旋极化子与金属铁磁性，且自旋极化子可通过电荷隙随磁场依赖关系的扭折直接识别。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Depth-resolved profile of the interfacial ferromagnetism in $CaMnO_{3}/CaRuO_{3}$ superlattices
本文利用先进X射线光谱与散射技术结合密度泛函计算，揭示CaMnO3/CaRuO3超晶格中界面铁磁性延伸至多个晶胞且呈不对称剖面，其机制为Ru向Mn电荷转移驱动的双交换作用，并受氧空位缺陷调控，展示了点缺陷工程调控界面磁性的潜力。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous Distortion and Ferromagnetism Induced by Quantum-well States in Pd(100) Ultrathin Films
利用X射线晶体截断棒测量和密度泛函方法研究了Pd（100）Ni-P薄膜的晶体结构，发现Pd（100）Ni-P薄膜具有量子限制效应引起的铁磁性.与顺磁性Pd相比，由于Pd中铁磁性的出现而导致的能量增益导致铁磁性Pd膜的膜生长更平坦和均匀。此外，铁磁性Pd膜扩大晶格常数，以抑制伴随着交换分裂的发生的电子的动能的增加。虽然传统的金属磁性理论表明，态密度的增加会引起铁磁性（Stoner判据），但我们的发现揭示了一种通过铁磁性的出现来调制态密度的机制，即，斯通纳理论的逆机制
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Appearance of ferromagnetism in Pt(100) ultrathin films originated from quantum-well states
在SrTiO_3（100）衬底上沉积的Pt（100）薄膜中观察到铁磁性。出现在厚度为2.2-4.4 nm的膜中的铁磁性根据膜厚度以大约1 nm（5-6个单层）的周期性地变化。这与从薄膜中形成的量子阱态导出的周期一致。X射线磁性圆二色性测量表明Pt（100）超薄膜具有内禀铁磁性。此外，目前的结果表明，纯Pt的轨道磁矩是远远小于Pt/铁磁多层系统的可能性。这些结果将为Pt组分中大的磁各向异性的起源提供一个潜在的新机制。
2022-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Stabilized Interfacial Ferromagnetism and Enhanced Magnetoelectric Properties of Ultrathin FeRh Films Capped with Heavy Transition Metal Ta
近年来，人们对FeRh薄膜进行了广泛的研究，并在实验中广泛观察到了一种依赖于衬底和帽盖的界面铁磁性。然而，这种界面铁磁性的电压调制几乎没有研究，这将在反铁磁（AFM）FeRh基磁电随机存取存储器（MeRAM）中有深远的应用。利用从头算方法，我们比较研究了重过渡金属Ta包覆的FeRh薄膜的界面铁磁性质和磁电响应。我们发现Ta的覆盖逆转了1.5 nm以下的FeRh薄膜的相稳定性，并使铁磁相和界面铁磁性稳定。此外，小的磁矩为2.2 $μ_B$的相邻的Fe原子，无论磁性配置和膜厚度，诱导Ta盖帽。与FeRh/MgO双层膜相比，三层膜的磁各向异性（AFM的面内磁各向异性、FM和界面FM重构三层膜的垂直磁各向异性）和磁电响应均有所增强。此外，在FM相位中的VCMA行为从$\vee$形变为线性。研究结果表明，重金属包覆和电场对FeRh薄膜的磁有序性有明显的调控作用，对FeRh合金在磁存储和反铁磁自旋电子学中的应用具有重要的推动作用。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxially strained ultrathin LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ and LaNiO$_3$/SrTiO$_3$ superlattices: a density functional theory + $U$ study
本文利用第一性原理计算研究了外延应变下镍酸盐超晶格的电子结构，发现基态性质显著依赖于关联强度和应变，揭示了从反铁磁绝缘态到铁磁轨道有序态的转变。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of polar compensation in interfacial ferromagnetism of LaNiO$_3$/CaMnO$_3$ superlattices
极性补偿在确定氧化物异质结构界面的电磁性质中起着重要的作用。使用X射线吸收光谱，X射线磁性圆二色性，体磁，和运输测量，我们发现，通过极性补偿的界面电荷重新分配是必不可少的解释界面铁磁性的演变在LaNiO $_3$ /CaMnO $_3$超晶格作为LaNiO $_3$层厚度的函数。在绝缘超晶格（4个或更少的LaNiO $_3$的晶胞）中，磁性由Ni-Mn超交换主导，而基于巡游电子的Mn-Mn双交换在较厚的金属超晶格中起作用。X射线磁性圆二色性和共振X射线散射表明，即使在金属超晶格中，Ni-Mn超交换也有助于磁化。这种Ni-Mn超交换作用可以用LaNiO $_3$ -CaMnO $_3$界面的极性补偿来解释。这些结果突出了不同的机制负责界面铁磁性和理解补偿的重要性，由于在氧化物为基础的接口时，工程磁性能的极性失配。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Thickness Dependent Itinerant Ferromagnetism in Ultrathin Ba-Doped SrRuO3 films
ABO 3钙钛矿氧化物的电子和磁性对晶格结构以及尺寸（例如薄膜形式的厚度）极其敏感。本文报道了在SrTiO_3（001）衬底上外延生长的Sr_（1-x）RuO_3（x = 0.08，0.2）薄膜的厚度依赖的电磁特性。结果表明，Ba掺杂（0.08 < x < 0.20）降低了SrRuO 3中存在的RuO 6正交畸变，并诱导了四方畸变，表现为面外晶格膨胀。随着薄膜厚度从10个单位电池（u.c.）对于x = 0.08和0.2两者，与掺杂水平无关。结果表明，对于超薄外延薄膜中金属性和铁磁性的损失，通过尺寸限制引入的成分空位和表面/界面贡献的影响比A位化学无序或结构畸变更占主导地位。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Tunable ferromagnetism at non-integer filling of a moiré superlattice
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）和ABC-三层石墨烯与六方氮化硼（ABC-TLG/hBN）排列的莫尔超晶格产生的平带已被证明会引起有趣的相关电子现象，如相关绝缘体和超导性。最近，在这类以n 0的整数倍为中心的层状结构中发现了与相关陈氏绝缘体相关的轨道磁性，n 0的密度对应于每个莫尔超晶格晶胞中的一个电子。本文报道了ABC-TLG/hBN莫尔超晶格中平坦Chern带分数填充时的铁磁性实验观察。铁磁状态具有突出的铁磁磁滞行为与大的异常霍尔电阻率在一个广泛的区域的密度，集中在价迷你带在n = -2.3 n 0。这种铁磁性非常敏感地依赖于莫尔系统中的控制参数：不仅可以通过调整载流子密度和位移场来调制异常霍尔信号的幅度，还可以调制滞后铁磁响应的符号。我们在非整数填充的莫尔陈氏带中发现了电可调铁磁性，这突出了在莫尔异质结构中探索新的相关铁磁态的机会。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced half-metallic ferromagnetism in zinc blende CrP/MnP superlattice: First-principles study
采用广义梯度近似下的第一性原理计算，研究了Zn掺杂（zb）CrP/MnP超晶格的电子和磁性.平衡晶格常数计算为$5.33\,$ ε。研究了铁磁zb CrP/MnP超晶格在反铁磁作用下的稳定性，发现铁磁CrP/MnP超晶格比反铁磁CrP/MnP超晶格稳定。结果表明，在平衡晶格常数下，CrP/MnP超晶格不具有半金属性，主要是由于Cr和Mn的少数$t_{2g}$态。然而，如果应变施加在CrP/MnP超晶格上，则少数$t_{2g}$电子转移到更高的能量，并且所提出的超晶格变成半金属铁磁体。讨论了四方畸变和正交畸变对zbCrP/MnP超晶格半金属度的影响。InP-CrP/MnP/InP是一种真正的半金属铁磁体。这些超晶格的半金属度和磁化强度对四方晶系/正交晶系变形是鲁棒的。
2010-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and interlayer exchange coupling in short period (Ga,Mn)As/GaAs superlattices
研究了（Ga，Mn）As/GaAs超晶格的磁性。该结构包含磁性（Ga，Mn）As层，由非磁性GaAs间隔物薄层隔开。短周期Ga $_{0.93}$ Mn $_{0.07}$ As/GaAs超晶格在（Ga，Mn）As厚度小于23 μ m时，在60 K附近出现顺磁-铁磁相变.对于相似尺寸的Ga $_{0.96}$ Mn $_{0.04}$ As/GaAs超晶格，发现与铁磁转变有关的居里温度随非磁性间隔层的厚度而振荡。所观察到的振荡与层间交换相互作用介导的极化空穴的（Ga，Mn）As层。
2002-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial-hybridization-modified Ir Ferromagnetism and Electronic Structure in LaMnO$_3$/SrIrO$_3$ Superlattices
化学合成的3 $d$ /5 $d$超晶格（SL）通过界面3 $d$ -5 $d$耦合在一种材料中涉及强电子相关和自旋轨道耦合，其机制大多未被探索。在这项工作中，我们研究了在LaMnO $_3$ /SrIrO $_3$ SL的界面耦合的机制，通过几种光谱方法。硬X射线吸收谱、磁圆二色性谱和光电子能谱表明，随着SL重复周期的变化，Ir的铁磁性和电子结构发生了系统的变化。第一性原理计算进一步揭示了界面电子结构与SL周期相关的机制和Ir矩的局域性质，证实了Ir-Mn分子轨道的形成是界面耦合效应的原因. Ir磁矩的自旋和轨道分量之比的SL周期依赖性可以归因于界面分子轨道形成过程中电子自旋的重新排列。我们的研究结果澄清了这个原型3 $d$ /5 $d$ SL系统中界面耦合的本质，这一结论将为其他强关联和自旋轨道耦合氧化物异质界面的研究提供启示.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning Interfacial Ferromagnetism in LaNiO$_3$/CaMnO$_3$ Superlattices by Stabilizing Non-Equilibrium Crystal Symmetry
过氧化氢异质结构为稳定和控制低维磁性提供了一条重要的途径。这些材料系统的指导设计原则之一是八面体连接性。在由具有不同晶体对称性的钙钛矿组成的超晶格中，组成层的相对比率以及各个层厚度的变化引起非平衡晶体对称性，这反过来又导致界面铁磁性的前所未有的控制。我们已经发现，在超晶格的CaMnO $_3$（CMO）和LaNiO $_3$（LNO），界面铁磁性可以调制的一个因素的三个依赖于LNO和CMO层的厚度以及它们的相对比例。这样的效果是唯一可能的，由于在界面处的非平衡晶体对称性，并且可以理解的交换相互作用的各向异性和修改的界面Ni-O-Mn和Mn-O-Mn键角和长度随着LNO层厚度的增加。这些结果表明，工程非平衡晶体对称性在设计铁磁性的潜力。
2017-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of the carrier localization, magnetic and thermoelectric properties in ultrathin (LaNiO$_{3-δ}$)$_1$/(LaAlO$_{3}$)$_1$(001) superlattices by oxygen vacancies
本文通过DFT+U和玻尔兹曼输运理论揭示氧空位可精细调控超薄镍酸盐超晶格的电子局域、磁序和热电性能，并在δ=0.5时获得稳健n型面内功率因子。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Above-room-temperature intrinsic ferromagnetism in ultrathin van der Waals crystal Fe$_{3+x}$GaTe$_2$
本文报道了超薄范德华晶体Fe$_{3+x}$GaTe$_2$中通过调节Fe含量实现的室温以上本征铁磁性，3 nm Fe$_{3.3}$GaTe$_2$具有创纪录的340 K居里温度和优异的垂直磁各向异性，为二维自旋电子学应用开辟了新途径。
2024-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Delta Doping of Ferromagnetism in Antiferromagnetic Manganite Superlattices
我们证明，三角洲掺杂可以用来创建一个尺寸限制区域的金属铁磁性的反铁磁（AF）锰氧化物主机，而不会引入任何明确的混乱，由于掺杂剂或挫折的自旋。用数字合成技术将δ掺杂载流子插入到锰氧化物超晶格中。这些额外的载流子的理论考虑表明，它们导致局部增强铁磁（F）双交换相对于AF超交换，导致局部倾斜的AF自旋。这导致了高度调制的磁化，如通过极化中子反射计测量的。倾斜的空间调制与电荷从掺杂层的扩散有关，并且建立了这些锰氧化物中的电荷转移、轨道占据和磁序的变换的基本长度尺度。此外，我们证实了存在的倾斜，AF状态的预测由德Gennes [P.- G. de Gennes，Phys. Rev. 118，141（1960）]，但仍然难以捉摸。
2011-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Engineering of van Hove Singularity and Coupled Itinerant Ferromagnetism in Quasi-2D Oxide Superlattices
本研究通过外延应变工程在准二维SrRuO₃超晶格中实现范霍夫奇点诱导的绝缘体-金属相变与铁磁相变耦合，结合理论与实验验证了应变对电子和磁相的调控作用，为低维关联量子体系的物性调控提供了新平台。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface ferromagnetism in rhombohedral heptalayer graphene moire superlattice
本研究通过引入莫尔超晶格分离菱面体七层石墨烯的表面平带，利用位移场极化表面态，实现了可调的表面铁磁性（表现为反常霍尔效应），确立了该体系作为探索关联表面态的独特3D平台。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrahigh-temperature ferromagnetism in ultrathin insulating films with ripple-infinite-layer structure
该研究通过选择性调控自旋交换与库仑作用，在高压应变下还原SrFeO2.5，制备出具有波纹无限层结构、居里温度外推达1200 K的超薄绝缘铁磁SrFeO2薄膜，并观测到显著自旋霍尔磁电阻。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in LaFeO3/LaNiO3 Superlattices with High Curie Temperature
本研究在顺磁 LNO 与反铁磁 LFO 构成的超晶格中，利用界面 Fe→Ni 电荷转移和层厚调控，获得 608 K 高居里温度及 4 μB 铁磁性，并形成层状有序 La2FeNiO6 相。
2025-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism of sputtered Fe3GeTe2 ultrathin films in the absence of two-dimensional crystalline order
二维单分子膜中铁磁性的发现激发了自旋电子学和材料科学的研究兴趣。然而，这些2D铁磁层主要是通过大规模制造和集成的不兼容方法制备的，此外，所观察到的铁磁性是否与2D晶体有序实际相关的基本问题还没有被探索。在这里，我们选择了一个典型的二维铁磁材料，Fe3GeTe2，以解决这两个问题，通过研究其铁磁性在非晶态。我们已经制备了纳米厚的非晶Fe_3GeTe_2薄膜接近单层厚度限制的结晶Fe_3GeTe_2（0.8 nm），通过磁控溅射。与结晶的Fe3GeTe2相比，我们发现基本的铁磁属性，如直接反映磁交换相互作用和局部各向异性能的居里温度，在非晶态中没有显著变化。这是由于短程原子有序，如由价态分析证实的，对于两相几乎是相同的。铁磁性的持久性，在无定形对应物也已被证实，通过磁阻测量，其中两个非常规的开关下降所产生的畴壁内的电输运清楚地观察到在非晶Fe3GeTe2单层。这些结果表明，结晶的Fe3GeTe2的长程铁磁顺序可能不相关的2D结晶顺序和相应的铁磁属性可以利用在一个非晶态，适合大规模制造的半导体技术兼容的方式自旋电子学应用。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Above-room-temperature ferromagnetism in ultrathin van der Waals magnet
二维（2D）磁性范德华材料为研究低维磁性的基础物理、设计新颖的磁相以及实现可调谐和高度可调谐的自旋电子器件提供了强大的平台。为了实现用于此类应用的高质量和实用的设备，迫切需要具有高于室温的有序温度的鲁棒2D磁体，其可以通过剥离来产生。本文报道了在室温以上表现出磁性的钴取代Fe_5GeTe_2（CFGT）片状薄片的研究。通过对金刚石中氮空位中心的量子磁成像，在16 nm的CFGT薄片中观察到室温下的铁磁性。这对应于从坚固的单晶剥离的最薄的室温2D磁体薄片之一，达到与实际自旋电子应用相关的厚度。CFGT的居里温度Tc范围从310 K的最薄的薄片研究到328 K的散装。为了研究高温单层铁磁性的前景，进行了Monte Carlo计算，预测CFGT单层中的Tc ~270 K的高值。进一步提高单层Tc的途径进行了讨论。这些结果支持CFGT作为一个有前途的平台，以实现高品质的室温二维磁体器件。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ligand Engineering for Precise Control of Ultrathin CsPbI3 Nanoplatelet Superlattices for Efficient Light-Emitting Diodes
Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；University of Oxford（牛津大学）；South China University of Technology（华南理工大学）；National Taiwan University（台湾大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
通过辅助配体工程实现超薄CsPbI3纳米片超晶格的精确控制，提升LED的偏振度和出射耦合效率，达到13.1%的外部量子效率。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magneto-optical properties of La2/3Sr1/3MnO3 ultrathin films
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3衬底上制备了La 2/3Sr 1/3 MnO 3薄膜，并对其进行了极性和纵向磁光克尔谱表征。实验和理论光谱之间的协议，实现了10.7 nm厚的膜，而在克尔效应振幅的区别，获得了5 nm厚的膜。这表明界面效应对铁磁性的轻微抑制。然而，5 nm厚的膜的室温铁磁性被清楚地证明。所有研究的薄膜都表现出类似于单晶和厚膜的磁光特性，这证实了即使在5 nm处也具有充分发展的钙钛矿结构。
2012-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Persistent half-metallic ferromagnetism in a (111)-oriented manganite superlattice
混合价锰氧化物的异质结构仍然受到严格的审查，由于与电子相关和界面组成的奇异量子现象的发生。例如，如果在（001）取向的超晶格中生长两种反铁磁绝缘体如LaMnO $_3$和SrMnO $_3$，则可以形成半金属铁磁体，只要厚度足够小以允许穿过界面的隧穿。在这篇文章中，我们采用电子结构计算表明，（111）取向的LaMnO $_3$的所有层|SrMnO $_3$超晶格保持了半金属铁磁特性，其厚度比（001）超晶格大得多。这种行为被证明是链接到跨界面的电荷转移，有利于层之间的八面体连接。这也导致了Jahn-Teller失真的由呼吸模式取代的由噪声引起的淬灭。后者是耦合到电荷和自旋振荡，其组件有一个纯电子g字符。最有趣的是，磁化强度在LaMnO $_3$区域内而不是在界面处达到其最大值，这与对（001）取向观察到的情况根本不同。原子间的交换耦合的分析表明，磁秩序来自双交换机制，尽管竞争的相互作用内的SrMnO $_3$区域。最后，范Vleck扭曲和自旋振荡被发现是至关重要的影响的变化的洪德的交换和电荷掺杂，这使我们能够推测，我们的系统的行为作为一个洪德的金属，创造一个有趣的锰氧化物和镍酸盐之间的连接。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the Magnetism in Ultrathin CrxTey Films by Lattice Dimensionality
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Centre for Quantum Physics, Key laboratory of advanced optoelectronic quantum architecture and measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
本研究针对二维磁性过渡金属化合物宏观磁性与微观磁交换维度的关联问题，通过实验表征结合密度泛函理论计算，揭示了不同厚度与组分的超薄CrxTey薄膜的磁性差异及晶格维度调控机制，为二维磁性晶体设计提供支撑。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic reconstruction at SrMnO3-LaMnO3 superlattice interfaces
我们使用共振软X射线散射研究电子之间的莫特绝缘体LaMnO 3和“带”绝缘体SrMnO 3的界面重建。这两种绝缘体的超晶格先前被证明具有铁磁性和金属倾向[Koida等人，B 66，144418（2002）]。通过研究一个明智选择的超晶格反射，我们表明，界面态密度在费米能级处表现出明显的峰值，类似于Okamoto等人[Phys. Rev. B 70，241104（R）（2004）]的预测。该峰的强度与电导率和磁化强度相关，表明它是金属行为的驱动因素。我们的研究表明，使用RSXS探测异质结构界面的电子性质的一般策略。
2007-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetically asymmetric interfaces in a (LaMnO$_3$)/(SrMnO$_3$) superlattice due to structural asymmetries
铁磁[（LaMnO $_3$）$_{11.8}$ /（SrMnO $_3$）$_{4.4}$ ] $_6$超晶格的极化中子反射率测量揭示了在LaMnO $_3$沉积在SrMnO $_3$（LMO/SMO）上的界面处具有增强的磁化强度的调制磁结构。然而，相反的接口（SMO/LMO）被发现有一个减少的铁磁矩。磁不对称性是由通过电子显微镜观察到的两个界面的横向结构粗糙度的差异引起的，在几十纳米以上原子级光滑的界面处存在强铁磁性。这一结果表明，原子尺度的粗糙度可以使复杂的氧化物异质结构中的界面相不稳定。
2008-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Manipulation of magnetization in Pd(100) ultrathin films with quantum well structure using modification of Schottky barrier potentials
通过改变量子阱的量子态，利用外加偏压对Pd（100）Pd薄膜的磁化强度进行了调控。Pd/SrTiO $_{3-x}$ /Ti/Au的磁矩电压依赖性本质上取决于Pd膜的厚度。磁矩的感应变化是由于Pd薄膜和半导体SrTiO $_{3-x}$衬底之间的界面处的相移的调制。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties of ferromagnetic Pr0.85Ca0.15MnO3/ferroelectric Ba0.6Sr0.4TiO3 superlattice films
在（100）SrTiO 3衬底上生长了由铁磁Pr0.85Ca0.15MnO3绝缘层和铁电Ba0.6Sr0.4TiO3层构成的人工超晶格。用垂直于平面几何的电流测量了磁输运性质。的磁阻（MR）的增加，没有显着的低场效应，观察到的铁电Ba0.6Sr0.4TiO3层厚度的数量增加，甚至高达9个单元电池。例如，超晶格[（Pr0.85Ca0.15MnO3）10（Ba0.6Sr0.4TiO3）9]25在100 K下显示35%的MR，尽管Pr0.85Ca0.15MnO3膜是坚固的绝缘体，即使在高施加的磁场下也具有可忽略的MR。这种观察到的大MR不能用简单的界面铁磁性或隧道磁阻来解释。一种可能的解释可能是由于铁电间隔层和相关的磁电耦合的影响。
2004-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface control of ferroelectricity in LaNiO3-BaTiO3 superlattices
用第一性原理密度泛函理论研究了不同界面类型的LaNiO $_{3}$ -BaTiO $_{3}$超晶格。结果表明，（NiO $_2$）$^-$ /（BaO）$^0$界面超晶格的铁电性较（LaO）$^+$ /（TiO $_2$）$^0$界面超晶格的铁电性增强.起源于界面处的极性不连续性，这使得空穴局限于（NiO $_2$）$^-$ /（BaO）$^0$界面内，但驱动电子穿透到（LaO）$^+$ /（TiO $_2$）$^0$界面附近的BaTiO $_3$组分中。我们的计算表明，一个有效的途径在BaTiO $_3$薄膜的强大的铁电性。
2014-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Exchange interactions and finite-temperature magnetism in (111)-oriented (LaMnO$_3$)$_{2n}$|(SrMnO$_3$)$_n$ superlattices
Institute of Physics, Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理研究所）；School of Physics, Engineering and Technology, University of York（约克大学物理、工程与技术学院）；Department of Physics and Institute of Quantum Convergence and Technology, Kangwon National University（江原国立大学物理系及量子融合技术研究所）；Department of Energy Technology, Korea Institute of Energy Technology (KENTECH)（韩国能源技术研究院能源技术部）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文系）
研究了(111)取向的(LaMnO₃)₂n|(SrMnO₃)ₙ超晶格中的磁交换相互作用和有限温度磁性，揭示了双交换机制驱动铁磁性及厚度对有序温度的影响。
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall crystal at fractional filling of moiré superlattices
本研究预测分数填充莫尔超晶格中存在铁磁、电荷有序与拓扑交织的量子反常霍尔晶态，其量子化整数霍尔电导异于常规预期，且tMoTe₂双层在大扭转角半填充时该相稳定。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the ferromagnetic character of (LaVO$_3$)$_m$/SrVO$_3$ superlattices
实验观察到钒酸盐超晶格（LaVO $_3$）$_m$ /SrVO $_3$在室温下表现出铁磁性[U. Lüders { \it等人}，物理学\修订版本\ B { \bf 80}，241102 R（2009）]的方法进行研究。首先，讨论了密度泛函对体相${\rm LaVO_3}$的电子结构和磁结构的影响。其次，计算了$m=5$和6的（LaVO $_3$）$_m$ /SrVO $_3$板的能带结构。非常不同的行为为奇数和偶数值的$m$被发现：在奇数情况下，晶格弛豫的结果到一个屈曲的界面VO $_2$层，导致自旋极化界面。在偶数情况下，获得界面VO $_2$层与LaO层的去耦，将界面电子限制到二维电子气中。讨论了晶格弛豫引起的界面轨道重构。
2012-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism and conductivity in atomically thin SrRuO3
自旋电子学非常需要原子薄的铁磁和导电电子系统，因为它们可以用磁场和电场两者来控制。我们提出了（SrRuO 3）1-（SrTiO 3）5超晶格和单晶胞厚SrRuO 3样品与SrTiO 3覆盖。我们实现卓越品质的样品。在这些样品中，电子系统只包括一个单一的RuO 2平面。我们观察到电导率低至50 mK，居里温度为25 K的铁磁状态，磁性信号持续至约100 K。
2019-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of high-temperature quantum anomalous Hall regime in intrinsic MnBi$_2$Te$_4$/Bi$_2$Te$_3$ superlattice
量子反常霍尔效应是拓扑非平凡系统在零磁场中的一种基本输运响应。它的物理起源依赖于本质上反转的电子能带结构和铁磁性，其最重要的表现是边缘的手性电荷电流的无耗散流动，这可能会改变未来的量子电子学。在这里，我们报告了一个以前未知的贝里曲率驱动的异常霍尔制度（“Q窗口”）在上述开尔文温度的磁性拓扑体晶体，通过生长Mn离子自组织成周期有序的MnBi $_2$ Te $_4$ /Bi $_2$ Te $_3$超晶格。强大的铁磁性的MnBi $_2$ Te $_4$单层打开一个大的表面间隙，和异常霍尔电导达到一个$e^2/h$量子化平台时，费米能级被调谐到这个间隙内的Q-窗口，其中异常霍尔电导从散装是一个高精度为零。在这个新的制度的量子化是不阻碍的散装传导通道，因此应该存在于一个广泛的家庭的拓扑磁体。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
The metal-insulator transition and its relation to magnetic structure in (LaMnO3)2n/(SrMnO3)n superlattices
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过研究(LaMnO3)2n/(SrMnO3)n超晶格的输运、磁化和极化中子反射率，发现金属-绝缘体转变随n变化，金属态中铁磁性相对均匀，绝缘态中磁性强烈调制，并归因于界面邻近效应驱动的Mott转变及界面磁阻挫导致的局域化。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual-Sublattice Ferromagnetism Driven by Cooperative Double Exchange and Superexchange at NdNiO$_3$/CaMnO$_3$ Interfaces
Temple University（天普大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Diamond Light Source Ltd.（钻石光源有限公司）
该研究通过NdNiO$_3$/CaMnO$_3$界面价态重构实现双亚晶格铁磁性，利用双交换与超交换协同耦合Mn和Ni，为关联氧化物界面铁磁性工程提供通用策略。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological insulator associated with quantum anomalous Hall phase in ferromagnetic perovskite superlattices
在以LaAlO 3和SrTiO 3为母体的过渡金属氧化物超晶格中，寻找与铁磁有序相关的、表现出反常量子霍尔效应的拓扑绝缘体。在所研究的各种超晶格中，（LaAlO 3）10/（LaOsO 3）2在自旋-轨道相互作用下表现出铁磁基态，其能隙具有拓扑非平凡性，横向电导率的研究表明，在不施加任何外部磁场的情况下，该系统在拓扑能隙内具有量子化的霍尔电导率.采用一个简单的海森堡铁磁性模型，估算了铁磁序参量和有序温度。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and giant magnetoresistance in zinc-blende FeAs monolayers embedded in semiconductor structures
包含四面体FeAs键的材料结构，取决于它们的密度和几何分布，可以承载从超导性到铁磁性的几个竞争量子基态。在这里，我们研究的准二维（2D）层的四面体Fe-As键嵌入在半导体InAs矩阵，这类似于铁基超导体的晶体结构的规则间隔的结构。与铁基磷属元素化合物的情况相反，这些FeAs/InAs超晶格（SL）表现出铁磁性，其居里温度（Tc）随着InAs间隔厚度t_InAs的减小而迅速增加（Tc ~ t_InAs^-3），并且具有高达500%的极大磁电阻，可通过栅极电压调节。我们的第一性原理计算揭示了铁原子的无序位置在这些准二维GaAs基超晶格铁磁性的建立中的重要作用。这些独特的功能标志着FeAs/InAs SL作为有前途的结构自旋电子学应用。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching in ultra-thin La0.7Sr0.3MnO3 / SrRuO3 superlattices
如果能解决数据读写的关键问题，超晶格将在下一代电子和自旋电子器件中发挥重要作用。这种挑战来自于低维个体层与宏观世界的耦合。在这里，我们报告的混合结构的电阻开关特性的研究了超晶格与两个铁磁金属氧化物，La 0.7Sr 0.3MnO 3（LSMO）和SrRuO 3（SRO）的双层。双极电阻开关记忆效应的测量这些LSMO/SRO超晶格，所观察到的开关是由欧姆和空间电荷限制的导电定律。从耐久特性中可以明显看出，该单元的开/关存储窗口大于14，这表明该单元可以可靠地区分高阻态和低阻态之间的存储信息。这一发现可能为基于非易失性电阻存储效应的器件的构建铺平道路。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between magnetic order and electronic band structure in ultrathin GdGe$_2$ metalloxene films
本研究通过理论计算与实验证实，超薄GdGe$_2$金属烯薄膜保留了块体的反铁磁基态，呈现层内铁磁与层间反铁磁耦合，并观察到Néel温度以上消失的磁致能带分裂，澄清了其磁性起源。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effect of the change in the interface structure of Pd(100)/SrTiO3 for quantum-well induced ferromagnetism
Pd（100）Pd薄膜显示出由薄膜中电子的限制引起的铁磁性，即，量子阱机制在这项研究中，我们调查的Pd膜和SrTiO 3衬底之间的界面结构的变化对量子阱诱导的铁磁性的SrTiO 3的结构相变的效果。在重复测量Pd/SrTiO 3系统的温度依赖性磁化强度的过程中，由于SrTiO 3的结构相变，在界面区域附近的Pd覆盖层中诱发裂纹，从而改变了磁矩的膜厚度依赖性。这可以用这样的概念来解释：当Pd（100）中的磁矩改变时，量子阱的厚度也改变。此外，我们观察到Pd（100）中的铁磁性随着裂纹的积累而消失，这是由于通过相变温度的温度循环的重复。这表明，通过产生大量裂纹来降低界面结构的结晶度对量子阱诱导的铁磁性具有负面影响。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching of magnetism via modifying phase shift of quantum-well states by tailoring the interface electronic structure
我们证明了控制的Pd（100）的磁性的薄膜，这表明d-电子量子阱诱导的铁磁性，通过调制的界面电子状态，使用密度泛函计算。根据基于相模型的分析，Au/Pd（100）界面的形成诱导d电子量子阱态的波函数的杂化，并且调制作为倒易晶格点的函数的散射相移项。相比之下，形成Al界面，其仅具有在费米能量的s-电子，不能修改散射相移。我们的研究结果表明，修改相移的可能性，通过定制的界面电子态使用的波函数的杂化，这有效地改变了状态的密度附近的费米能的Pd膜，和顺磁性和铁磁性之间的切换发生的铁磁性的条件（斯通纳标准）的基础上。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Electron Accumulation and Emergent Magnetism in LaMnO3/SrTiO3 Heterostructures
在下一代氧化物电子学和自旋电子学的研究中，人们对极性-非极性氧化物界面的涌现现象进行了深入的研究。在这里，我们报告的电子重建和铁磁性的出现在极性失配的LaMnO 3/SrTiO 3（001）异质结的临界厚度的解纠缠。使用特定元素的X射线吸收光谱和二向色性，和第一性原理计算的组合，界面电子积累和铁磁性已被观察到内的极性，反铁磁绝缘体LaMnO 3。我们的研究结果表明，电子积累的临界厚度是薄的2个单位电池（UC），显着薄于观察到的临界厚度为5 UC的铁磁性。低于5 UC的铁磁性的缺乏可能是由电子过度积累引起的。反过来，通过控制掺杂的LaMnO 3，我们能够中和过量的电子从极性失配的LaMnO 3薄膜，从而使铁磁性薄膜薄至3 UC，扩展我们的能力的限制，合成和定制新兴的现象在接口和演示操纵的电子和磁性结构的材料在最短的长度尺度。
2017-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Pd magnetism induced by indirect interlayer exchange coupling
我们发现，非常大的顺磁矩是通过间接层间交换耦合在Pd层中创建的。$L$ -边缘X射线磁性圆二色性测量显示[Pd（2.5nm）/Cu（3 nm）/Ni $_{81}$ Fe $_{19}$（5 nm）/Cu（3 nm）] $_{20}$超晶格中的Pd磁矩与所施加的场铁磁性地对准，并且显示在直接交换耦合的[Pd（2.5nm）/Ni $_{81}$ Fe $_{19}$（5 nm）] $_{20}$超晶格中产生的Pd磁矩的大小的近3%。感应力矩是两个数量级大于预期从RKKY交换作用于Pd的体顺磁磁化率。
2012-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alternation of Magnetic Anisotropy Accompanied by Metal-Insulator Transition in Strained Ultrathin Manganite Heterostructures
对铁磁异质结构中界面磁性的基本理解对于将铁磁材料用于自旋电子器件应用是必不可少的。在本文中，我们研究了外延单晶LaAlO $_3$（LAO）/La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$（LSMO）/Nb：SrTiO $_3$（Nb：STO）异质结构的界面磁性和电子结构，具有不同的LSMO层厚度，其中的磁各向异性强烈的变化取决于LSMO的厚度，由于来自Nb：STO和LAO层之间的应变之间的微妙平衡，使用x射线磁圆二色性（XMCD）和光电子能谱（PES）。我们成功地检测到Mn离子的磁行为的明显变化，伴随着厚度依赖的金属-绝缘体转变（MIT）。我们的研究结果表明，双交换相互作用引起的金属LSMO膜的铁磁性下的拉伸应变引起的SrTiO $_3$衬底，而超交换相互作用决定的磁性行为下的绝缘LSMO膜的压缩应变起源于顶部LAO层。基于这些发现，LAO/LSMO界面附近磁死层的形成归因于压应变下Mn 3 $d_{3z^2-r^2}$轨道的超交换相互作用和3 $d_{x^2-y^2}$轨道的双交换相互作用之间的竞争.
2020-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferromagnetism at an oxide/nitride interface
异质界面由于其强纠缠的电子自由度而导致了新的电子和磁态的发现。单相铬化合物总是表现出反铁磁性，符合古登努-金盛规则的预测。到目前为止，铬离子之间通过杂阴离子的交换耦合还没有被探索，相关的量子态是未知的。本文报道了氧化铬（Cr2 O3）-氮化铬（CrN）超晶格的成功外延合成和表征。室温铁磁自旋有序实现在这两个反铁磁体之间的界面，和效果的大小随层厚度的增加而衰减。第一性原理计算表明，通过跨界面的阴离子杂化，Cr 3+离子之间的强铁磁自旋相互作用产生最低的总能量。这项工作打开了大门，从根本上理解氧化物-氮化物界面的意外和特殊性质，并提供了在低维量子异质结构的隐藏相。
2021-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the magneto-electrical properties of multiferroic multilayers through interface strain and disorder
设计和制造了化学工程超晶格，以诱导不同的生长机制和结构特性。采用直流溅射法生长铁磁（La $_{0.8}$ Ba $_{0.2}$ MnO $_3$）/铁电（Ba $_{0.25}$ Sr $_{0.75}$ TiO $_3$或BaTiO $_3$）超晶格。我们系统地修改了铁磁层的厚度，以分析不同结构特征的超晶格的尺寸和结构效应。用X射线衍射和透射电子显微镜表征了晶体结构。利用超导量子干涉仪（SQUID）对样品的磁性和电子学性质进行了研究。结果表明，应变和结构无序都能显著影响体系的物理性质。压缩应变倾向于增加降低样品的铁磁性的磁相互作用与通过电子-声子相互作用的载流子的局域化之间的竞争。拉伸应变降低了载流子的局部化，提高了铁磁转变温度。结构缺陷对磁性的影响比对输运性质的影响更大，降低了铁磁转变温度，同时增加了超晶格的磁硬度。这些结果有助于进一步理解应变和界面效应在锰氧化物基多铁性体系磁性和输运性质中的作用。
2020-06-28 cond-mat.mtrl-sci
d0 Ferromagnetic Interface Between Non-magnetic Perovskites
我们使用计算和实验的方法来研究两个钙钛矿之间的电荷不平衡界面处的d 0铁磁性。在SrTiO 3/KTaO 3超晶格计算中，电荷不平衡在SrTiO 3层中引入空穴，在界面氧2 p轨道处诱导d 0铁磁半金属2D电子气。在实际浓度下，电荷不平衡压倒了空位掺杂。改变组成材料表明铁磁性是空穴型d 0钙钛矿界面的一般性质。原子尖锐的d 0 SrTiO 3/KTaO 3，SrTiO 3/KNbO 3和SrTiO 3/NaNbO 3外延界面在室温下表现出铁磁磁滞。我们认为这种行为是由于氧t1 g带的高态密度和交换耦合，而d带t2 g对称电子气的研究较多。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Inverse spillover and dimensionality effects on interstitial hydrogen
本研究通过比较Fe/V-和Cr/V-超晶格，揭示了超薄钒薄膜中间隙氢的邻近效应，发现Fe附近存在更广的氢耗尽区，证实了反向氢溢流现象，解决了超晶格氢负载差异问题。
2024-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Solvent-dependent Self-Assembly and Partial Oxidation of Ultrathin Cerium Fluoride Nanoplatelets
CNRS, ENS de Lyon（法国国家科学研究中心，里昂高等师范学校）；Université Paris-Cité（巴黎西岱大学）；Institut Lumière Matière, Univ Lyon, CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1（光物质研究所，里昂大学，法国国家科学研究中心，里昂第一大学）；Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Saclay, CNRS（固体物理实验室，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心）
通过热分解三氟乙酸铈合成三角形CeF3纳米片，发现其部分氧化形成氧氟化物CeOxFy；溶剂选择决定溶液相组织及蒸发自组装超结构，形成柱状或六方有序超晶格。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
