Manipulation of edge magnetism in hexagonal graphene nanoflake
我们利用密度泛函理论结合原位库仑相互作用,探索了在锯齿形边缘的六角石墨烯纳米片中操纵固有边缘磁性的可能途径.研究了载流子掺杂、边缘化学修饰和有限温度对边缘磁性的影响。不同的载流子掺杂,和现场库仑相互作用的磁相图被发现是复杂的。除了本征反铁磁解决方案,如预测的电荷中性六方纳米片,完全极化的铁磁,和混合相的解决方案,获得取决于掺杂的载流子浓度,和现场库仑相互作用。复杂性的出现是由于局部库仑相互作用和载流子掺杂的竞争性质,分别有利于反铁磁和铁磁耦合。氢对边缘原子的化学修饰导致局部磁矩的部分淬灭,从而产生由反铁磁、铁磁、混合和反铁磁相组成的更丰富的相图。我们进一步报告的影响,温度上的长程磁有序的边缘使用从头算分子动力学。与最近的实验观察一致,我们发现温度也可以改变中性纳米片的磁性状态,否则在零温度下是反铁磁性的。这些发现将对石墨烯基低维结构的磁性控制技术以及理解各种实验报告具有重要意义。
2014-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity in the two-dimensional limit in hexagonal LuFeO3 films
Fudan University(复旦大学);University of Science and Technology Beijing(北京科技大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Zhangjiang Fudan International Innovation Center(张江复旦国际创新中心);University of Nebraska, Lincoln(内布拉斯加大学林肯分校)
研究在二维极限下六方LuFeO3薄膜中同时存在的铁电性和磁性,发现其在一半晶胞厚度时仍保持与体材料相当的铁电极化和磁电耦合。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Structure and magnetism of a new hexagonal polymorph of Ba$_3$Tb(BO$_3$)$_3$ with a quasi-2D triangular lattice
本文报道了BaPDMATHABMN Tb(BOPDMATHABMN)$_3$的一种新的六方($P6_3cm$)低温相的结构和磁性特征,它与较重的镧系硼酸盐BaPDMATHABMN Ln(BOPDMATHABMN)$_3$(Ln = Dy-Lu)同构。的晶体结构包含一个准二维(2D)的Tb $^{3+}$离子的三角形晶格,并预测显示不寻常的磁性行为作为一个结果的低维。磁化率$χ(T)$显示出反铁磁相互作用($θ_{CW} = -7.15$ K),在$T \geq 2$ K下没有明显的有序转变,但对$χ'(T)$、等温磁化强度和热容的分析表明,在$T \approx 10$ K下可能存在短程有序。该材料在$T < 4$ K下表现出逆磁热效应。
2020-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A synergistic view of magnetism, chemical activation, and ORR as well as OER catalysis of carbon doped hexagonal boron nitride from first-principles
近年来,碳(C)掺杂的六方氮化硼(hBN)已被实验报道是氧还原反应(ORR)的可能的催化主体,以及在室温下可能的铁磁体。还报道了在hBN中被C取代形成石墨烯岛。在这项工作中,我们探索从第一性原理,这些不同方面的C掺杂hBN之间的连接。我们发现形成的石墨烯岛覆盖不相等数量的B和N的网站在hBN是积极合理的。它们具有净非零磁矩,并且还被发现比它们的非磁性对应物具有更多的化学活性,覆盖相等数量的B和N位点。电子之间的原位库仑排斥,已知是像石墨烯和hBN这样的二分晶格中的磁性的原因,也被发现不仅在磁性石墨烯岛和hBN的锯齿形界面处的C原子的化学活化中,而且在紧邻hBN附近的硼(B)位点的化学活化中发挥核心作用。然而,据报道,由于在B位点处的取代(其在能量上比在N位点处更有利)而导致的这种活化的B或C不利于ORR。有利地,我们发现,随着石墨烯岛的尺寸增加,B位点处的C的活化系统地缓和,为在磁性石墨烯岛的边缘处覆盖比N位点更多的B位点的有效催化位点的丰度铺平了道路。因此,作为贵金属电极的替代品,我们提出了一类石墨烯-hBN杂化物,其具有嵌入hBN中的磁性石墨烯岛的晶格,其可以是金属的。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Strongly frustrated 2D magnetism in a 3D hexagonal perovskite
East China Normal University(华东师范大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
通过核磁共振、中子散射和μ子自旋谱学,在三维六方钙钛矿Ba₂La₂MnTe₂O₁₂中发现罕见的强受挫二维磁性,其基态为ab面内120°反铁磁序而c轴无序,具有理想二维磁性。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nature of magnetism and transport in BxCyNz thin films: The intriguing role of nitrogen defects in the electronic structure
硼碳氮化物(BxCyNz)代表了一个有趣的材料家族,包含所有轻元素和二维石墨烯类混合层。虽然有丰富的文献存在于这种特殊的材料在化学处理的形式,有相对较少的报告,设备应用价值的薄膜形式。这种形式也提供了一个自然的平台,为基础研究的重要方面,如磁性和运输,这引起了人们的注意,在掺杂和缺陷碳系统的铁磁性的背景下。因此,在这项工作中,我们已经使用脉冲激光沉积(PLD)方法生长的这种化合物的薄膜,并研究其磁性和输运性质的整体以及详细的电子结构,使用各种光谱技术,如X-射线光电子能谱学(XPS),价带光谱(VBS)和X-射线吸收近边光谱(XANES)。在深入分析的典型作用的掺杂剂和缺陷,特别是普遍的氮缺陷,阐明使用密度泛函理论(DFT)计算,以了解实验观察。在该系统中观察到一个戏剧性的交叉的载流子的传输机制的特定的氮缺陷的掺杂水平的变化。BCN薄膜的饱和磁化强度比同样生长的未掺杂碳薄膜的饱和磁化强度高出近百倍。在低温下还观察到反常的相变和矫顽场的增加。仔细的分析带来了有趣的作用,特定的氮缺陷在定义这个系统的物理性质的特殊性质和浓度依赖性。
2018-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of two-dimensional defects in Pd: stacking faults, twin boundaries and surfaces
仔细的第一性原理密度泛函计算揭示的重要性,六方与立方堆积的封闭包装平面的Pd至于当地的磁性关注。我们发现,相反,稳定的面心立方相,这是顺磁性,六方密堆积相的Pd是铁磁性的磁矩为0.35 $μ_{B}$ /原子。我们的研究结果表明,二维缺陷与局部hcp堆叠,如孪晶界和堆垛层错,否则fcc Pd结构,增加磁化率。(111)面也增加了磁化率,并与靠近它的单个堆垛层错或孪晶界结合而成为铁磁性。相反,我们发现(100)面降低了铁磁性的倾向。结果与最近在小Pd纳米颗粒中观察到的磁矩一致,具有大的表面积和高浓度的二维堆叠缺陷。
2006-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced charge orders and their coupling to magnetism in hexagonal multiferroic LuFe2O4
六方晶系LuFe_2 O_4是一种具有高电荷和自旋有序温度的CO驱动的多铁性材料。Fe 3 +/Fe 2+位置上电荷和自旋序的共存导致了新颖的磁电行为,但电荷和自旋序之间的耦合机制仍不清楚。在这里,通过调节外压,我们揭示了三个相关的自旋电荷有序相LuFe 2 O 4:i)一个中心对称的无公度三维CO亚铁磁性,ii)一个非中心对称的无公度准二维CO亚铁磁性,和iii)一个中心对称的公度CO反铁磁性。结合密度泛函理论计算的X射线单晶衍射和X射线磁性圆二色性测量结果表明,在受抑双层[Fe 2 O 4]团簇中,压力诱导压缩引起的电荷密度重新分布是导致相关自旋-电荷相变的原因. Fe-Fe键间的有效库仑作用使(1/3,1/3)阻挫CO转变为阻挫较小的(1/4,1/4)CO,从而引起亚铁磁到反铁磁的转变。我们的结果不仅阐明了LuFe 2 O 4中电荷、自旋和晶格自由度之间的耦合机制,而且提供了一种新的方法来以高度可控的方式调节自旋-电荷有序。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism in strained graphene dots
我们研究了正方形和六边形石墨烯点的磁化。结果表明,两类六边形量子点在临界Hubbard能量$U$处发生了二级相变,其能量值与体相石墨烯中的能量值相似,但量子点的态密度与能量的绝对值(相对于Dirac点)不成正比.此外,我们表明,一个特定的类六边形点具有锯齿形的边缘,不表现出零能量的边缘状态。我们还研究了单轴应变对方点磁化强度演化的影响,发现整体效应是磁化强度随应变的增强。对于20%量级的应变,增强可以高达100%。此外,应力引起磁化在点上的空间位移,将其从锯齿形移动到扶手椅边缘。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Hysteretic transition between states of a filled hexagonal magnetic dipole cluster"
在论文“安德鲁D.P.史密斯,彼得T。Haugen,Boyd F.爱德华兹:Hysteretic transition between states of a filled hexagonal magnetic dipole cluster,Journal of Magnetism and Magnetic Materials 549(2022):168991”提出了七个偶极子的集群的两个稳定排列之间的滞后转变。中心偶极子在六边形排列中的相对强度作为分叉参数。作者清楚地证明了存在两个不稳定性伴随着不连续跳跃的偶极安排,但离开的问题,这些不稳定性的性质没有答案。这一评论阐明了两种不稳定性的本质:第一种是两个分支之间磁势能差的抛物线标度的破缺亚临界分叉,第二种是特征标度为半三次抛物线形式的折叠。
2022-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Mn decorated silicene on hexagonal boron nitride
我们用第一性原理计算研究了硅烯在六方氮化硼上的吸附。由于六方氮化硼是半导体的,与硅烯的相互作用比金属基材弱。因此,有可能在硅烯中打开50 meV的带隙。我们进一步解决Mn装饰的效果,通过确定现场哈伯德相互作用参数,这证明是不同的装饰在顶部和空心网站显着。详细分析了系统中的感生磁。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density functional theory study of vacancy induced magnetism in Li$_{3}$N
在密度泛函理论的框架下研究了锂空位对$α-$ Li $_3$ N六方结构的影响。空位($\square$)取代$α-$ Li $_2$(Li $_{1-x}\square_x$)N中的锂在相干势近似下作为合金组分处理。根据我们的研究结果,长程N($p$)-铁磁性($\sim 1$ $μ_B$)在[Li $_2$ N]层($x \ge 0.7$)中空位取代,而晶胞尺寸没有显著变化。通过总能量的差异,我们确定了面内交换耦合占主导地位。取代面间Li的空位导致相当大的结构崩塌($c/a \approx 0.7$)并且没有磁矩形成。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Reciprocity of Magnetism and Nanostructure Growth
本研究探究磁性对纳米结构生长的调控作用,通过在单轴反铁磁表面不同温度下沉积钴,发现温度差异会导致不同形貌的纳米结构,证明了磁性调控生长的可行性。
2025-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Importance of Magnetism in Phase Stability, Equations of State, and Elasticity
磁性对过渡金属和过渡金属化合物的高压性能的影响是非常重要的。在铁的情况下,磁性是负责在环境条件下的体心立方(bcc)相的稳定性,和在面心立方(fcc)铁的大的热膨胀系数,也有很大的影响的状态方程和弹性的六方密堆积(hcp)铁。在过渡金属氧化物中,局部磁矩负责它们的绝缘行为。LDA+U结果CoO和FeO,并预测高压金属化。包含一个本地库仑排斥,U,大大抑制了高自旋低自旋跃迁发现与传统的交换相关泛函(即广义梯度校正,GGA)。我们讨论了磁性对高压内聚性质影响的理论和计算。
2002-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Tunable polar distortions and magnetism in Gd$_x$La$_{1-x}$PtSb epitaxial films
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Rutgers University(罗格斯大学)
通过稀土取代调控Gd$_x$La$_{1-x}$PtSb薄膜的极化弯曲和4f时刻浓度,实现手性自旋纹理和拓扑相的调控。
2024-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Hidden spin-orbital hexagonal ordering induced by strong correlations in LiVS$_2$
我们提出了一个准二维化合物LiVS $_2$的金属相的多轨道晶格磁化率的第一性原理多体分析。我们基于先进的相关电子结构方法的$t_{2g}$壳层揭示了一个高度纠缠的自旋轨道六方有序(SOHO)带来的固有intersite序参量的三聚过渡,这最终导致一个有趣的绝缘相在低温下。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-dimensional vortex structures and dynamics in hexagonal manganites
六方晶系锰氧化物REMnO_3(RE,稀土)由于其潜在的多铁性材料应用和与拓扑缺陷相关的有趣的物理性质而引起了人们的极大关注。基于第一性原理计算构造的热力学势,采用相场方法预测了REMnO 3的二维和三维畴和涡旋结构的演化.在三维空间中,涡线表现出三种拓扑变化,即收缩、合并和分裂,后两种变化是由涡环的相互作用和交换引起的。与各向同性XY模型的粗化率相比,六重简并度引起的差异可以忽略不计,涡旋-反涡旋湮灭控制标度动力学,而界面能的各向异性导致偏差。畴和涡旋结构的时间演化为全面探索0维和1维拓扑缺陷的介观机制提供了一个平台。
2017-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Extrinsic High-Temperature Ferromagnetism in the Fe-Doped Hexagonal Barium Titanate
稀磁半导体材料在高温下具有固有的静磁性,是一类在自旋电子学和磁光学领域具有很大应用潜力的多功能材料。在六方铁掺杂稀磁氧化物,6 H-BaTiO $_{3-δ}$,室温铁磁性先前已被报道。铁磁性被广泛认为是这种材料的固有特性,尽管它对掺杂浓度和加工条件有着不同寻常的依赖性。然而,这里报道的组合体磁化和互补的深入本地探测电子自旋共振和μ子自旋弛豫测量,挑战这一猜想。虽然铁磁转变发生在700 K左右,它只在另外退火的样品,并伴随着一个非常小的平均值的有序磁矩。此外,在较低的温度下检测到几个额外的磁不稳定性。这些与Fe掺杂的3C-BaTiO $_{3-δ}$伪立方多晶型物的电子不稳定性相一致。此外,发现具有冻结磁矩的铁掺杂剂的分布是不均匀的。我们的研究结果表明,复杂的静态磁性的六方相是不是内在的,而是源于稀疏的应变诱导的伪立方区域。我们指出了内部应变在建立缺陷铁磁性的竞争结构相的系统中的重要作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Magnetism of Transition Metal Nanostructures by Hydrogenated Graphene
通过与石墨烯的$π$电子态配对来控制过渡金属原子的磁性是有趣的。在此,我们通过第一性原理计算探索了通过形成四面体$sp^3$ -金属$d$杂化键来实现磁化翻转的可能性.单层钴原子覆盖的石墨烯多层膜在底面氢化后可以转变为$sp^3$键合的金刚石膜。虽然$sp^3$悬挂键和金属$d_{z^2}$状态之间的杂交有利于这种转换,但这种强杂交可能会导致钴吸附原子的易磁化轴从平面重新取向为垂直。进一步的研究表明,这种各向异性磁化甚至可以在电荷载流子密度变化时进行调制,这表明电场控制磁化重取向的可能性。这些结果提供了一种新的替代方案,将代表剪裁磁性的层状材料中的层间混合键的程度。
2018-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization, specific heat, and thermal conductivity of hexagonal ErMnO$_3$ single crystals
本文报道了用磁化强度、比热和热输运测量方法研究六方ErMnO $_3$单晶的磁性和磁转变。磁化强度数据表明,$c$轴向磁场在0.8、12和28 T处诱导了三个磁转变。比热在2.2 K处有一个峰值,这是由于Er $^{3+}$磁矩的磁跃迁引起的。对于低$T$热导率($κ$),$H \parallel ab$在1- 1.25 T的$κ(H)$等温线中出现明显的下降特征;而对于$H \parallel c$,在0.5- 0.8 T观察到阶梯状增加。$κ(H)$中的跃迁场与从磁化获得的跃迁场具有良好的一致性,并且$κ$的异常可以通过自旋-声子散射方案来理解。讨论了低温下的磁结构和相应的场致相变的性质。
2017-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Control of Magnetism of Mn dimer supported on Carbon-doped-h-BN surface
Harish-Chandra Research Institute(哈里斯-昌德拉研究所);Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度理工学院布巴内斯瓦尔分校);Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所)
通过电场调控Mn二聚体在碳掺杂h-BN表面的磁性状态,实现反铁磁到铁磁的切换,为自旋电子学应用提供新方法。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Emergent domain topology in the multiferroic hexagonal manganites
本研究利用朗道自由能框架与相场模拟,揭示六方锰氧化物中三维多铁性畴网络,发现结构-磁耦合产生畴壁吸引及涡旋线分叉等三维拓扑特征。
2025-10-14 cond-mat.mtrl-sci
The nature of Ho magnetism in multiferroic HoMnO3
使用X射线共振磁散射和X射线磁圆二色性,技术是元素的具体,我们已经阐明了Ho 3+在多铁性HoMnO 3的作用。在零场下,Ho ~(3+)在40 K以下反铁磁有序,磁矩沿六方c方向排列,在4.5 K以下转变为另一种磁性结构。在高达1 × 10^7 V/m的外加电场中,Ho 3+的磁性结构保持不变。
2008-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Theoretical design of all-carbon networks with intrinsic magnetism
在仅含$s$和$p$电子的名义上可磁化的碳材料中诱导内禀磁性是一个有趣而又具有挑战性的任务。在这里,基于第一性原理的电子结构计算,我们提出了一个通用的方法,灵感来自Ovchinnikov的规则,以指导我们设计一系列富有想象力的磁性全碳结构。该想法是通过炔键(-C $\equiv$ C-)组合不同堆叠的石墨烯层,以获得一类二维(2D)和三维(3D)碳网络。通过第一性原理电子结构计算,我们通过双层ALBG-C14,三层ALTG-C22和散装IALG-C30的具体例子证实了这种方法的有效性。我们表明,这些材料是反铁磁(AFM)半导体层内Néel和层间AFM耦合。根据上述思想,我们的工作不仅为磁性全碳材料的设计提供了一种有前途的方案,而且可以应用于其他$π$键合网络体系。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Proximity-Induced Spin Reorientation in Monolayer CrI$_3$ on Hexagonal WTe$_2$
ELTE Eötvös Loránd University(布达佩斯罗兰大学);Universidad de Oviedo(奥维耶多大学);Consejo Superior de Investigaciones Científicas(西班牙国家科学研究委员会);Universitat de València(瓦伦西亚大学);Budapest University of Technology and Economics(布达佩斯技术与经济大学)
通过第一性原理到有限温度的工作流程,发现WTe$_2$衬底将单层CrI$_3$的磁化方向从面外重取向为面内,并增强磁有序尺度,机制是衬底改变对称各向异性交换与现场各向异性的平衡。
2026-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering and the hidden role of magnetism in monolayer VTe$_2$
二维过渡金属二硫属化合物是近年来研究的热点。受最近研究的结晶体VTe $_2$的启发,我们从理论上研究了单层VTe $_2$中的自旋-电荷-晶格相互作用。为了理解关于几种不同电荷密度波基态的有争议的实验报告,我们特别注意了反铁磁性的“隐藏”作用,因为直接实验检测可能具有挑战性。我们的第一性原理计算表明,4 $\times$ 1电荷密度波和相应的晶格形变伴随着“双条纹”反铁磁自旋序在其基态。该相位不仅具有最低的总能量,而且具有动力学声子稳定性,这支持了先前的一组实验。有趣的是,只有假设基本的自旋序,这个基态才能稳定。通过注意到磁性和其他自由度之间这种有趣的和以前未知的相互作用,我们进一步提出了一种可能的应变工程。通过施加拉伸应变,单层VTe $_2$表现出相变第一个不同的电荷密度波相,然后最终铁磁有序的。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-dielectric coupling and non-ergodic electrical behaviour in hexagonal Sr0.6Ba0.4MnO3 via local strain driven magnetic ordering
六方晶系Sr 0. 6 Ba 0. 4 MnO 3的晶体结构允许各种竞争超交换相互作用,导致有趣的磁性。局部结构变化修改Mn和氧离子之间的重叠与温度。基于我们的模型自旋哈密顿量的计算表明,占主导地位的线性反铁磁超交换相互作用的氧链接的Mn 4+离子之间的结果在短程关联(SRC),表现出一个平稳的下降磁化低于325 K。超交换相互作用的优势改变其效忠于非线性氧连接的Mn-O-Mn相互作用,onsetting长程相关(LRC)低于225 K。低于SRC-LRC交叉温度,电响应所产生的相互作用偶极子表现出幂律发散行为的弛豫时间,冷却后。偶极团簇玻璃态的非遍历性特征通过不可缺少的老化和再生效应来研究,类似于自旋玻璃。自旋交换和局域应变之间的竞争挫折被认为是负责电玻璃的起源。
2019-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Magnetism, Band Gap Tuning, Optical, and Thermoelectric Responses in Fe-Doped YMnO$_3$: Insights from First-Principles Calculations
University of Dhaka(达卡大学)
本文利用GGA与meta-GGA第一性原理计算研究Fe掺杂六方YMnO$_3$,揭示其稳定G型反铁磁序、带隙降至1.19 eV及光学、介电和热电响应增强。
2025-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Coupling between improper ferroelectricity and ferrimagnetism in hexagonal ferrites
由自旋轨道耦合产生的反对称Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用在实际材料中产生了各种有趣的性质,如磁电效应、弱铁磁性和非平凡的拓扑自旋织构(如skyrmions)。与它们的对称各向同性交换对应物相比,这些相互作用通常具有较弱的强度,在自旋结构中产生适度的扭曲,这导致弱铁磁或弱线性ME效应。我们提出的两个亚晶格模型,相比之下,预测一个迄今未观察到的,电荷有序的非共线亚铁磁行为与相当高的磁化$\textbf{M}$共存的铁电(FE)秩序与电极化$\textbf{P}$和它们之间的强交叉耦合,这主要是由亚晶格间DM相互作用。实现这些效应的关键是这些微观相互作用与有限元序参量之间的耦合。我们预测的微观机制,以实现电场$\textbf{E}$诱导的自旋重取向转变和180 $^{\circ}$开关的方向的$\textbf{M}$。该模型在电子掺杂的LuFeO $_3$的六方相中实现。该系统显示出$P \sim$ 15 $μ$ C/cm $^2$、$M \sim$ 1.3 $μ_B$ /Fe和接近室温($\sim$ 290 K)的磁转变。我们的理论结果有望刺激进一步追求节能路线,以控制自旋电子学应用的磁性。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure and multiferroicity of Sc-substituted hexagonal YbFeO$_3$
面元型稀土铁氧体RFEO $_3$家族代表了一类独特的多铁性材料,表现出弱铁磁性,并预测了磁性和结构三聚化之间的强耦合。然而,RFEO $_3$的六方结构在常规条件下保持亚稳态。我们已经成功地稳定的六方结构的多晶YbFeO $_3$部分Sc替代Yb。利用体磁测量和中子衍射,我们发现Yb $_{0.42}$ Sc $_{0.58}$ FeO $_3$有序化为倾斜反铁磁态,Neel温度$T_N$ ~ 165 K,低于此温度时,$Fe^{3+}$磁矩在$ab$ -平面内形成三角形组态,其面内投影平行于[100]轴,与磁空间群$P$ 6 $_{3}$ $c'm'$一致.它是确定的自旋倾斜是沿$c$轴排列,从而产生弱铁磁性。此外,$Fe^{3+}$磁矩在重取向温度$T_R$ ~ 40 K以下重取向,满足磁性子群$P$ 6 $_{3}$,而$Yb^{3+}$磁矩在特征温度$T_{Yb}$ ~ 15 K下沿$c$轴独立地铁磁有序.有趣的是,在低温下磁场诱导的电极化的可重复调制实现,这表明与Yb/Sc平面的两个向上/一个向下屈曲和FeO $_5$双金字塔的倾斜相关的微妙的结构畸变可能介导磁场下铁电和磁序之间的耦合。本工作是在六方晶系铁氧体及相关材料中寻找高温多铁性材料的一个重要进展。
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Coupling and competition between ferroelectricity, magnetism, strain and oxygen vacancies in AMnO3 perovskites
我们采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了钙钛矿锰氧化物系列AMnO 3(A= Ca 2+,Sr 2+,Ba 2+)中氧空位、A位阳离子尺寸/容限因子、外延应变、铁电性和磁性之间的相互作用。我们发现,正如预期的那样,通过化学压力或拉伸应变增加体积通常会降低中性氧空位的形成能,这与它们扩展晶格的既定趋势一致。增加的体积也有利于极性扭曲,因为氧八面体的竞争旋转被抑制,并且因为与阳离子偏离中心相关的库仑排斥减少。有趣的是,铁电极化的存在有利于铁磁反铁磁有序,由于抑制反铁磁超交换的极性扭曲弯曲的Mn-O-Mn键角远离最佳的180度。有趣的是,我们发现,极性扭曲竞争形成的氧空位,这有一个较高的形成能量在极性相;相反,氧空位的存在下抑制极化的发生。与此相反,氧空位的形成能是较低的铁磁比反铁磁有序相同的结构类型。我们的研究结果提出了一个丰富而复杂的相图,其中缺陷化学,极化,结构和磁性可以修改使用化学势,应变,电场或磁场。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Recent Progress on Multiferroic Hexagonal Rare-Earth Ferrites (h-RFeO3, R = Y,Dy-Lu)
本文综述了多铁性六方稀土铁氧化物h-RFeO3中非本征铁电与倾斜反铁磁共存及其耦合的最新实验进展,揭示了结构畸变与自旋-晶格耦合调控铁性序的物理图景,为室温多铁性器件提供指导。
2024-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Mixed Magnetism for Refrigeration and Energy Conversion
磁性材料中晶格自由度和自旋自由度之间的有效耦合可以用于制冷和能量转换。这种耦合在表现出巨磁热效应的材料中得到增强。第一性原理电子结构计算揭示了六方晶系MnFe(P,Si)磁性的一种新形式:交替原子层中强磁性和弱磁性共存。Fe层的弱磁性(在居里温度下局部磁矩的消失)导致与晶格的强耦合,而相邻Mn层中的强磁性确保居里温度足够高以使得能够在室温和高于室温下操作。改变这些磁性亚晶格上的组成给出了调整工作温度并实现强烈降低不期望的热滞后的手柄。通过这种方式,我们设计了基于大量可用元素的新型材料,这些元素具有与高效制冷或能量转换循环的要求相匹配的特性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vortex Ferroelectric Domains, Large-loop Weak Ferromagnetic Domains, and Their Decoupling in Hexagonal (Lu, Sc)FeO3
自发铁电极化和净磁矩的直接畴耦合可导致巨磁电耦合,这对实现多铁性材料的相互控制和实际应用至关重要。最近,理论上预测了六方晶系LuFeO 3中可能存在的体畴耦合、铁电性和弱铁磁性的相互控制。在这里,我们报告的第一个成功的高度可裂解的Sc-稳定的六角Lu0.6Sc0.4FeO3(h-LSFO)单晶的生长,以及第一次可视化的涡FE域和大循环WFM域的固有的三叶草图案。涡流场的尺寸约为0.1-1 μm。另一方面,环形WFM畴的尺寸约为100 μm,并且不存在FE和WFM畴壁的互锁。这强烈地表明了h-LSFO中FE和WFM之间的解耦。根据理论预测,畴解耦可以解释为极化和占主导地位的面内反铁磁自旋之间的结构介导耦合的结果,这揭示了h-LSFO中FE,WFM和反铁磁顺序之间有趣的相互作用。我们的结果还表明,磁拓扑荷往往是相同的结构拓扑荷。这可能提供了新的见解,诱导的直接耦合之间的磁性和铁电介导的结构扭曲,这将是有用的,为未来的应用多铁性。
2018-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Relation between the weak itinerant magnetism in $A_2$Ni$_7$ compounds ($A$ = Y, La) and their stacked crystal structures
用电子能带计算方法研究了$A_2$ Ni $_7$化合物($A$ = {Y,La})的弱巡游磁性与其多晶结构的关系。这些化合物结晶为两种结构,分别由六方$2H$-La $_2$ Ni $_7$(Ce $_2$ Ni $_7$型)和菱方$3R$-Y $_2$ Ni $_7$(Gd $_2$ Co $_7$型)的两个和三个[ $A_2$ Ni $_4$ + 2 $A$ Ni $_5$ ]单元的嵌段的堆叠产生.实验上,$2H$-LaPDMATHABMSNi $_7$是弱巡游反铁磁体,而$3R$-YPDMATHABMSNi $_7$是弱巡游铁磁体.从本第一原理计算的非自旋极化状态,两种化合物的电子态密度与一个尖锐的和狭窄的峰集中在费米能级对应于从$3d$-Ni的平坦带。这引起磁不稳定性,并且与顺磁状态($ΔE \simeq$ ~ 35 meV/f.u.)相比,两种化合物在铁磁(FM)级中更稳定。五个Ni位的磁矩随它们相对于[ $A_2$ Ni $_4$ ]和[ $A$ Ni $_5$ ]单元的位置而变化:它们在[ $A_2$ Ni $_4$ ]单元中最小,在两个[ $A$ Ni $_5$ ]单元之间的界面处最大。对于$2H$ -La $_2$ Ni $_7$,已经提出并发现具有与FM状态的能量相当的反铁磁(AFM)结构。该AFM结构由两个FM单元块描述,这两个FM单元块具有相反的Ni自旋符…
2020-01-07 cond-mat.mtrl-sci
$d^0$ half-metallic ferromagnetism in CaN and CaAs pnictides: An ab initio study
常规的磁性发生在含有过渡金属或稀土离子并具有部分填充的$d$或$f$壳的系统中。理论上预测,IA和IIA族与IV和V的化合物在某些结构相中是铁磁半金属,这使它们成为自旋电子学应用的新候选者。利用密度泛函理论研究了二元化合物CaN和CaAs的磁性.关于类似磁性材料的结构和CaAs合成的实验结果,我们考虑了两种立方结构:岩盐(RS)和锌(ZB),和四种六方结构:NiAs,纤锌矿(WZ),反NiAs和NaO。计算结果表明,立方相、NiAs和纤锌矿结构的CaN以及仅为锌钛矿相的CaAs具有铁磁基态,磁矩为$1μ_B$ .电子结构分析表明,磁性来源于负离子$p$态。在磁性结构的费米能级上存在平坦的$p$带和高的态密度,引起了Stoner自旋分裂和自发铁磁性。
2017-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Intriguing magnetism of the topological kagome magnet TbMn_6Sn_6
量子物质的磁拓扑相是物理学和材料科学中的一个新兴前沿。沿着这一思路,几个可果美磁铁似乎是最有前途的平台。在这里,我们探索磁相关的过渡金属为基础的可果美磁铁TbMn $_{6}$ Sn $_{6}$使用μ子自旋旋转,结合局部场分析和中子衍射。结果表明,在低于$T_{\rm C2}$ ~=~320~K的温度下,系统呈现出由Tb和Mn磁矩组成的面外亚铁磁结构$P6/mm'm'$,并具有缓慢的磁涨落.这些涨落在低于$T_{\rm C1}^{*}$ ~ ${\simeq}$ ~120 K时表现出减慢,并且我们看到在低于$T_{\rm C1}$ ~ ${\simeq}$ ~20 K时具有理想面外有序的静态斑块的形成,其随着温度的降低而在体积中生长。静态补丁的外观有一个类似的发病有趣的现象,如自旋极化狄拉克色散与一个大的陈氏间隙和拓扑边缘状态。我们进一步表明,温度演化的异常霍尔电导率(AHC)的强烈影响的低温磁交叉。实验结果表明,TbMn $_{6}$ Sn $_{6}$中与狄拉克带相关的拓扑电子性质的起始仅由真正的静态面外亚铁磁有序促进,而在$T_{\rm C1}$ ~ ${\simeq}$ ~20~K以上的慢磁涨落则将其冲掉.值得注意的是,2.1 GPa的静水压力稳定了样品整个体积中的静态面外拓扑亚铁磁基态。因此,令人兴奋的观点出现在磁系统中,其中拓扑响应可以在很大范围的参数上进行控制,从而…
2021-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetism and exchange bias properties in Ba$_{2}$ScRuO$_{6}$
研究环境压力合成的多晶Ba$_{2}$ScRuO$_{6}$,揭示其6L六方结构、Ru-Sc无序、Mott 3D-VRH半导体导电及9 K反铁磁有序,并在2 K观测到1.24 kOe交换偏置场。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Ising magnetism in Ca3Co2O6 unveiled by orbital imaging
一维钴酸盐Ca 3Co 2 O 6是一种有趣的材料,具有非常规的磁性结构,在其磁化中显示量子隧穿现象。使用一种新开发的实验方法,s-芯级非共振非弹性X射线散射(s-NIXS),我们能够成像的原子Co的3d轨道,负责在这个系统中的伊辛磁性。我们表明,我们可以直接观察到,这是复杂的d2轨道占据的第六个电子在高自旋的Co-bu {3+}(d 6)网站,产生这种行为。这在过渡金属化合物的研究领域中是极其罕见的,并且只有通过微妙平衡的棱柱三角配位才有可能。将轨道占据与局部晶体结构直接联系起来的能力对于模拟该系统的磁性是必不可少的。
2019-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strength-dependent Transition of Graphite Under Shock Condition Resolved by First Principles
本研究通过第一性原理DFT训练的GNN模型,揭示了冲击强度决定石墨向六方或立方金刚石转变的机制,阐明了强度依赖的转变趋势。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Metal-free magnetism in chemically doped covalent organic frameworks
有机和分子基磁体不容易实现,因为将稳定的顺磁中心引入纯有机体系是具有挑战性的。具有高度可设计性和化学多样性的结晶共价有机框架(COF)是研究有机材料有趣磁性现象的理想平台。在这项工作中,我们提出了一个一般性的方法来获得不成对电子自旋和金属的磁性窄带COFs的化学掺杂。通过密度泛函理论计算发现,与COFs前线轨道能量匹配的掺杂剂不仅能向COFs注入电荷,还能通过轨道杂化和形成超分子电荷转移复合物使电荷局域化.局域化的状态,使稳定的顺磁中心引入到COF。基于这一发现,我们设计了两种新的窄价带的COFs,它们在碘掺杂后显示出了很好的磁性。此外,我们揭示了二维COFs中的磁各向异性,并表明可以通过操纵COFs的构建块来调制自旋传导和磁相互作用。我们的工作突出了在COFs和其他有机材料中获得磁性的实际情况,这在有机自旋电子器件中具有很大的应用前景。
2020-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Atomic structure of initial nucleation layer in hexagonal perovskite BaRuO$_3$ thin films
由于其多种多晶型物相和丰富的结构-性能关系,六方钙钛矿是一组有吸引力的材料。BaRuO 3(BRO)是典型的六方钙钛矿结构,其原子结构决定了其电磁性能的变化。尽管薄膜外延将通过外延稳定各种亚稳多晶型物而极大地扩展六方钙钛矿的应用,但外延六方钙钛矿的原子结构,特别是在初始生长阶段,很少被研究。在这项研究中,我们发现一个有趣的成核行为发生在初始稳定的六方钙钛矿9 R BaRuO 3(BRO)薄膜(111)SrTiO 3(STO)衬底。我们使用高分辨率高角度环形暗场扫描透射电子显微镜结合几何相分析来了解局部应变弛豫行为。我们发现,纳米尺度的应变层,由不同的RuO 6八面体堆叠,最初形成在界面处,其次是一个松弛的单晶9 R BRO薄膜。在界面层内,六方BRO通过角和面共享在STO(111)衬底上成核。更有趣的是,我们发现,不同堆叠的成核层之间的边界,即异质结边界有利于应变弛豫,除了形成传统的失配位错从同质结构边界演变。我们的观察揭示了一个重要的潜在机制,以了解在六角钙钛矿薄膜外延和应变调节。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of structure, magnetism, and magneto-thermal effects in Gadolinium-based intermetallic compound
本文研究了GdRhIn化合物的结构、磁性和磁热性质,发现其在16 K和34 K处存在两个磁转变,并测得70 kOe下等温磁熵变为10.3 J/Kg-K,表明该材料有望用于低温磁制冷。
2024-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple magnetism controlled topological states in EuAgAs
磁性与能带拓扑的相互作用是当前磁性拓扑系统研究的一个热点。基于第一性原理计算和对称性分析,我们揭示了多种有趣的拓扑状态可以实现在一个单一的系统EuAgAs,控制的磁有序。该材料是顺磁状态下的狄拉克半金属,具有一对偶然的狄拉克点。在不同的磁位形下,Dirac点可以演化为磁三重简并点、磁线性点和磁双Weyl点,也可以被开缺而成为以镜像Chern数为特征的拓扑镜像半金属.体拓扑的变化也表现在表面态,包括表面费米弧和表面狄拉克锥。此外,反铁磁态还具有非平凡的Z4指数,这意味着更高阶的拓扑结构。这些结果加深了我们对磁拓扑态的理解,并为自旋电子学的应用提供了新的视角。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of Al doping on the structure and magnetism in cobaltite CaBaCo4O7
本文报道了Al掺杂对CaBa(Co $_{1-x}$ Al $_{x}$)$_4$ O $_7$(0 $\leq$ x $\leq$ 0.25)的结构和磁性的影响。当Al含量超过$x =$ 0.1时,该体系表现出从正交对称到六方对称的结构转变。居里温度和磁化强度随Al掺杂量的增加而降低,表明亚铁磁基态逐渐被抑制。对于$x >$ 0.1,基态最终转变为自旋玻璃态。此外,短程磁关联,这发生在高温下在CaBaCo $_4$ O $_7$,被发现逐渐抑制随着Al含量的增加,并最终消失为$x =$ 0.25。通过与其他Co位掺杂情况的比较,我们认为CaBaCo $_4$ O $_7$的晶格和自旋自由度是相对解耦的.
2013-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley-polarized Orbital and Spin Magnetism Induced by Femtosecond Optical Pulses in Two-Dimensional Semiconductors
Uppsala University(乌普萨拉大学)
利用含时密度矩阵方法,研究了圆偏振激光脉冲在具有自旋-轨道耦合的二维带隙狄拉克系统中产生非平衡自旋和轨道磁性的超快过程,揭示了通过光子能量和偏振控制自旋与轨道磁矩的不同机制及其动力学差异。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature heat transport and magnetic-structure transition of the hexagonal TmMnO_3 single crystals
本文研究了TmMnO_3单晶的低温热输运、磁化强度和比热,探讨了磁场诱导的磁结构转变。结果表明,低温热导率(κ)具有很强的磁场依赖性,可以用声子的磁散射来理解.此外,H \parallel c在3.5--4 T的κ(H)等温线中显示出强烈的“下沉”特征,这与Mn^{3+}矩的已知自旋重取向有关。H \parallel a没有这种现象,表明TmMnO_3的磁结构转变不能由面内场驱动。相比之下,TmMnO_3的磁热导率远大于YMnO_3,但小于HoMnO_3,表明稀土离子的磁性在六方锰氧化物的自旋-声子耦合中起着关键作用。
2012-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dialkali-Metal Monochalcogenide Semiconductors with High Mobility and Tunable Magnetism
原型二维(2D)材料的发现为基础突破和器件应用提供了巨大的机会,正如过去十年中石墨烯,原子薄过渡金属硫属化物和少层黑磷的研究蓬勃发展所证明的那样。在这里,我们报告了一个新的,大家庭的半导体二碱金属单硫族化物(DMMCs)与固有的A $_{2}$ X单层结构,其中两个碱金属亚单层形成六方密堆积和三明治的三角形硫族元素原子平面。这种独特的晶格结构导致了非凡的物理性质,例如良好的动态和热稳定性、可见的近红外线能隙、高电子迁移率(例如K $_{2}$ O中的$1.87\times10^{4}$ cm $^{2}$ V $^{-1}$ S $^{-1}$).最引人注目的是,DMMC单层(ML)在价带(VB)边缘附近具有扩展的范霍夫奇点,这可以通过$\sim1.0\times10^{13}$ cm $^{-2}$的适度空穴掺杂容易地获得。一旦达到临界点,DMMC ML经历自发的铁磁转变时,顶部VB成为完全自旋极化的强交换相互作用。这种门可调磁性在DMMC ML是有前途的探索新的器件概念在自旋电子学,电子学和光电子学。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in 2D BN$_{1-x}$O$_x$ and B$_{1-x}$Si$_x$N: polarized itinerant and local electrons
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了不同浓度的氧原子和硅原子分别取代氮原子(O $_\mathrm{N}$)和硼原子(Si $_\mathrm{B}$)后,二维六方氮化硼片层的磁性.我们证明了可能形成的三个不同的阶段的磁化能量计算自洽的铁磁(ME $_{\mathrm{FM}}$)和反铁磁(ME $_{\mathrm{AFM}}$)状态的基础上,即与ME $_{\mathrm{FM}}$ =ME $_{\mathrm{AFM}}$的顺磁相,与ME $_{\mathrm{FM}}$ $>$ ME $_{\mathrm{AFM}}$的铁磁相,最后与有限ME $_{\mathrm{FM}}$但零ME $_{\mathrm{AFM}}$的极化巡回电子。虽然O $_\mathrm{N}$系统被发现存在于所有三个阶段,没有倾向于形成的极化巡游电子被观察到的Si $_\mathrm{B}$系统,虽然存在的其他两个阶段被确定。这两个系统的不同行为与作为氧和硅浓度的函数的磁化能量的不同特征相关联。最后,讨论了极化巡游电子相位对O原子分布和外加应变的鲁棒性。
2010-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphdiyne Nanoribbons with Open Hexagonal Rings: Existence of Topological Unprotected Edge States
利用第一性原理计算,研究了一类新型的石墨二炔纳米带(GDYNR),其边缘为六方开环,为了避免悬挂键的影响,在边缘吸附了氢或氧原子.根据边缘结构的不同,GDYNR有扶手椅型和锯齿型两种。电子结构表明它们都是半导体。带隙可以通过GDYNR的宽度来调节。随着纳米带宽度的增加,两种纳米带的能隙均先减小后增大,并达到一个最小值。为了理解这一有趣的现象,我们构建了一个紧束缚模型,发现最小能隙的存在是由于两个边之间相互作用的竞争和两个边之间的耦合。通过计算表面格林函数,在半无限系统的能带结构中发现了拓扑无保护的边缘态。如果能够在实验中合成GDYNR,它将在未来的纳米器件中发挥重要作用。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Islands, craters, and a moving surface step on a hexagonally reconstructed (100) noble metal surface
在Au、Pt和Ir的六角重构(100)表面上沉积/去除金属原子应该呈现出有趣的方面,因为新的岛意味着基底的六角->正方形解构,以及未覆盖层的正方形->六角重构的新凹坑。为了从微观上理解岛/坑在这些条件下是如何形成的,我们对Au(100)上的岛和坑生长进行了模拟,其原子行为,包括正方形衬底顶部的六边形重构,通过经典多体力的手段得到了很好的描述。通过增加/减少Au(100)上的Au覆盖率,我们发现岛/坑不会生长,除非它们超过约8-10个原子的临界尺寸。该值接近于解释在密切相关的表面Pt(100)上的分子吸附中观察到的非线性覆盖度依赖性的值。这个阈值大小是合理的横向步骤相关长度,测量的空间范围内重建一个给定的平面被附近的步骤。
2000-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Commensurate-incommensurate transition for graphene on hexagonal boron nitride
当晶体受到周期性势作用时,在一定的情况下(如当势的周期接近晶体周期性时;势足够强时等),它可能会自我调整,以遵循电位的周期性,从而形成所谓的相称状态。这种相变在凝聚态物理的许多领域都是普遍存在的现象:从晶体中的磁性和位错,到超导体中的涡旋,以及吸附在晶体表面上的原子层。特别感兴趣的可能是两个相称的阶段之间的拓扑缺陷的属性:孤子,域壁,和位错壁。在这里,我们报告了六方氮化硼(hBN)顶部的石墨烯的硼酸盐-无公度转变。根据两个六边形晶格之间的旋转角度,石墨烯可以拉伸以调整到稍微不同的hBN周期性(对于小旋转角度发现的相称状态)或表现出很少的调整(不相称状态)。在相称状态下,具有匹配晶格常数的区域被积累所产生的应变的畴壁分开。这种类似孤子的物体引起了人们极大的兴趣,它们的存在可能解释了最近的观察结果,即石墨烯-hBN异质结构的电子、光学、拉曼和其他性质发生了显着改变。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetodielectric coupling behavior of Ca3Co1.4Rh0.6O6 due to geometrically frustrated magnetism
我们研究了几何阻挫自旋链系统Ca3Co1.4Rh0.6O6在不同取向下的磁性、介电和磁介电(MDE)行为。结果表明,该化合物的磁性行为本身是有趣的,在这个意义上,该化合物表现出各向异性的玻璃状的磁性行为与一个巨大的频率依赖性的交流磁化率峰沿自旋链在30-60 K的范围内的取向;这种行为是强大的应用程序的大外部磁场(H)不同于典型的自旋玻璃。介电常数的温度依赖性也表现出很强的频率依赖性,具有与H。在低温下的等温H依赖介电结果建立各向异性MDE耦合。有趣的是,注意到在相同温度下的等温磁化曲线(沿自旋链取向)的情况下,大约在饱和值的三分之一处有一个“台阶”,这是迄今为止几何受挫系统尚未实现的相关性。
2014-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-Modulated Structural and Magnetic Phase Transitions in Two-Dimensional FeTe: Tetragonal and Hexagonal Polymorphs
本文通过对比四方和六方FeTe在高压下的结构演化与输运特性,揭示了二维FeTe中压力调制的磁相变行为,并绘制了详细的P-T相图。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci