Visualizing the interplay of Dirac mass gap and magnetism at nanoscale in intrinsic magnetic topological insulators
在内禀磁性拓扑绝缘体中，狄拉克表面态能隙是量子反常霍尔态和轴子绝缘态的先决条件。然而，要在非纳米比亚实验性的基础上确定这些差距，已证明是一项挑战。在这里，我们使用分子束外延生长本征MnBi_2 Te_4薄膜。使用扫描隧道显微镜/光谱，我们直接可视化狄拉克质量间隙和它的消失低于和高于磁序温度。我们进一步揭示了狄拉克质量间隙和局部磁缺陷的相互作用。我们发现，在高缺陷区，狄拉克质量间隙崩溃。从头算和耦合狄拉克锥模型计算提供了深入了解缺陷密度和空间间隙变化之间的相关性的微观起源。该工作提供了明确的识别的狄拉克质量间隙在MnBi 2 Te 4，并通过揭示其间隙变化的微观起源，建立了一个材料设计原则，实现奇异态的内禀磁性拓扑绝缘体。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism Controlled Vortex Matter
我们讨论了一类新的现象的基础上的强相互作用之间的磁超结构和超导体中的涡旋在组合异质结构。不均匀的磁化可以钉扎涡旋或产生它们，从而自发地急剧改变超导体的性质。另一方面，由涡旋介导的磁矩之间的相互作用可以导致特定类型的磁有序。相同的相互作用可以产生耦合的磁超导缺陷。我们讨论了可能的实验观察磁控涡旋物质在超导薄膜与磁性纳米尺度的点或带和层状系统交替超导和磁性层。
1999-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of magnetic domain wall by ferroelectric switching: Dynamic magnetoelectricity at the nanoscale
使用电压控制磁性对于应用是高度期望的，但是由于极性和磁性之间的根本矛盾而仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种机制，操纵磁畴壁亚铁磁或铁磁多铁性使用电场。与基于静态畴级耦合的研究不同，本文的磁电耦合依赖于畴壁周围的协同自旋动力学。伴随着极化反转驱动的自旋手征反转，在纳米尺度上实现了畴壁的“滚下坡”运动，从而局部调谐了磁化强度。该机制为通过自旋动力学实现实用、快速的逆磁电函数开辟了一条新的途径。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging stress and magnetism at high pressures using a nanoscale quantum sensor
压力改变物质的物理、化学和电子性质。金刚石压砧室（DAC）的发展使桌面实验能够研究从行星内部特性到量子力学相之间的转变的各种高压现象。在这项工作中，我们介绍和利用一种新的纳米级传感平台，它集成了氮空位（NV）的色心直接到底脚（尖）的金刚石砧。我们通过对应力场和磁性进行衍射极限成像（~600 nm），最高压力为~30 GPa，温度范围为25-340 K，展示了该平台的多功能性。对于前者，我们以$<0.01$ GPa的精度量化了所有六个（法向和剪切）应力分量，为表征压力下固体和流体的强度和有效粘度提供了独特的新功能。对于后者，我们展示了矢量磁场成像与偶极精度$<10^{-11}$动车组，使我们能够测量的压力驱动的$α\leftrightarrowε$相变在铁以及复杂的压力-温度相图的钆。除了直流矢量磁强计，我们强调了一个互补的NV感测模态使用T1噪声光谱，至关重要的是，这表明我们的能力，即使在静态磁签名的情况下表征相变。通过将原子级传感器直接集成到DAC中，我们的平台可以在高压下对弹性，电磁现象进行原位成像。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Comment on "Ultrathin Interface Regime of Core-Shell Magnetic Nanoparticles for Effective Magnetism Tailoring"
人们对使用磁性纳米颗粒将高频电磁能转换成热重新产生了兴趣。在过去的十年中，催化领域的许多例子，航空和汽车工程的轻质热塑性复合材料，以及生物医学应用，蓬勃发展。在最近的一封信“超薄界面制度的核壳磁性纳米粒子有效的磁性剪裁”，月亮等。DOI：10.1021/acs.nanolett.6b04016声称已经观察到一个新的界面自旋倾斜现象，在核壳铁氧体，推动加热效率超过10,000 W/g。如果这是真的，它代表了新的机会，进一步定制纳米制剂用于药物输送和选择性破坏肿瘤的高温。但在这里，我认为这些说法与物理事实不一致。
2017-11-20 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
Confinement-Induced One-Dimensional Magnetism in CrSBr Chains via Carbon Nanotube Encapsulation
本研究结合 DFT 与自旋动力学模拟，证明碳纳米管封装可通过受限和电荷转移稳定一维 CrSBr 链的铁磁性，为纳米自旋电子器件提供平台。
2025-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Half-metallic Magnetism in Atom-thin Holey Two-dimensional C$_2$N Monolayer
探索具有磁有序的二维（2D）材料是当前研究的焦点。在不引入外来磁性原子或缺陷的情况下，在单原子厚度的材料中实现可调谐磁性仍然是一个挑战。在这里，基于第一性原理计算，我们建议，可调铁磁性可以实现在最近合成的多孔2D C $_2$ N（$h$ 2D-C $_2$ N）单层通过纯电子掺杂，可以很容易地实现通过门控。我们发现，由于能带结构中显著的范霍夫奇异性，即使在很小的掺杂水平下，该材料也表现出铁磁性。值得注意的是，在4 $\times$ 10 $^{13}$ /cm $^2$至8 $\times$ 10 $^{13}$ /cm $^2$的宽掺杂范围内，系统变为半金属，载流子完全自旋极化。估计居里温度可高达320 K。除了门控，我们发现磁性也可以有效地调整晶格应变。我们的研究结果表明，$h$ 2D-C $_2$ N作为第一个具有单原子厚度的材料，可以托管门可调室温半金属磁性，这表明它是一个有前途的平台，探索纳米磁性和灵活的自旋电子器件。
2017-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous mapping of magnetic and atomic structure for direct visualization of nanoscale magnetoelastic coupling
本文提出利用洛伦兹四维扫描透射电子显微镜同步成像纳米尺度磁场与原子结构，实现磁弹性耦合的直接可视化，为研究磁性材料结构-性能关联开辟新途径。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Element-Specific Visualization of Layer-Parity and Twist-Dependent Magnetism in CrSBr
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
研究 CrSBr 中层奇偶性和扭曲相关磁性，利用 X 射线磁圆二色性和线性二色性结合光发射电子显微镜解析其磁序，揭示纳米尺度磁结构及相关依赖性，还发现正交扭曲双层结构磁易轴的不同，为莫尔磁性开辟新途径。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetic anisotropy at nanoscale: overcoming the superparamagnetic limit
最近对于钯和金纳米颗粒已经观察到，在恒定外加场下的磁矩在5至300 K的范围内不随温度变化。这些尺寸小于2.5nm的样品在室温下仍具有剩磁。如此小的样品在如此高的温度下的永久磁性被解释为由于巨磁各向异性对局部磁矩的阻挡。在这份报告中，我们表明，通过分析硫醇覆盖的金膜的各向异性，在表面传导电子诱导的轨道动量是至关重要的理解所观察到的巨大的各向异性。轨道运动由局部电荷和/或自旋通过自旋轨道相互作用驱动，在表面达到极高的值。诱导轨道矩产生的有效场的顺序为103 T，这是负责的巨大的各向异性。
2006-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Reversible magnetism switching in graphene-based systems via the decoration of photochromic molecules
通过第一性原理计算，我们证明了当用光致变色分子修饰时，可以利用光可逆地控制纳米磁性系统的磁性。选择石墨烯基磁性系统和光致变色偶氮苯分子的组合作为模型系统。发现偶氮苯分子的{ \it transs}和{ \it cis}异构体可以通过光激发在彼此之间转换，对系统的磁性具有显著不同的影响。研究结果为今后设计光可控的分子尺度自旋电子器件奠定了基础。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Magnetism in Colloidal MoS2 Triangular Nanoflakes
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
研究发现硫化钼三角纳米片边缘的磁性行为，通过硫终止和氢化处理，揭示了其在低维自旋电子器件中的稳定性和应用潜力。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced helicity and texture-dependent switching of nanoscale stochastic domains in a ferromagnetic film
Radboud University（拉德堡德大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；NT-MDT BV（NT-MDT有限公司）；Lancaster University（兰卡斯特大学）
本研究通过激光诱导磁性纹理的随机域切换，揭示了手性和纹理对纳米尺度磁性调控的影响。
2024-12-16 cond-mat.mtrl-sci
On the origin of magnetism in (Ga,Mn)As: from paramagnetic through superparamagnetic to ferromagnetic phase
的高光谱分辨率的能隙演化的光谱研究，补充电子，磁性和结构表征，表明由Mn掺入引起的GaAs价带的修改已经发生了非常低的Mn含量，远低于所需的支持铁磁自旋-自旋耦合（Ga，Mn）As。仅对于Mn含量低于约0.3%的n型（Ga，Mn）As，Mn相关的扩展态作为与价带边缘分离的特征可见，并且部分被电子占据。结合磁性和低温光反射率的研究表明，在p型（Ga，Mn）As的顺磁-铁磁转变发生时，没有施加的价带与费米能级位于其中的单一字符的变化。整个过程的根源在于局部（空穴）态密度的纳米级波动和类超顺磁性态的形成。（Ga，Mn）As中的费米能级被巡游价带空穴的载流子浓度粗化，并被多体相互作用进一步微调。
2017-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Coupling phenomena and collective effects in resonant meta-molecules supporting plasmonic and magnetic functionalities: a review
我们回顾了功能磁光和光磁超材料的基本方面和应用，在纳米尺度上显示集体和耦合效应，光学和磁性的概念合并产生非常规现象。使用磁性材料而不是通常的贵金属允许控制电磁场特性的额外自由度，以及它允许光与电子的自旋相互作用并主动操纵这种纳米材料的磁性。在这方面，我们探讨的概念，近场耦合的等离子体模式的磁性超分子，以及磁等离子体晶体中的表面晶格共振的激发的效果。此外，我们还讨论了如何利用这些耦合效应来人工增强等离子体超分子和晶体中的光学磁性。最后，我们强调了一些目前的挑战，并提供了一个角度对未来的研究方向，以光子驱动的快速和高效的纳米技术桥接磁性和光学超越目前的限制。
2019-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity driven magnetism at domain walls in LaAlO$_3$/PbTiO$_3$ superlattices
除了在某些多铁性材料中，电荷偶极矩和自旋矩很少在单相体材料中共存。尽管在过去的十年里取得了很大的进展，但大多数多铁性材料的磁电性能仍然很差，这是由于电荷偶极子和自旋矩之间的内在排斥。作为一种替代方法，氧化物异质结构可以避开块体材料的本征限制，并提供更有吸引力的潜力来实现磁电功能。本文对LaAlO $_3$ /PbTiO $_3$超晶格进行了第一性原理研究。虽然这两种组分都不是磁性的，但磁矩出现在这些超晶格中的PbTiO $_3$的铁电畴壁处。这种铁电畴和局域磁矩之间的扭曲，不仅表现出一种有趣的多铁性，而且可能有助于纳米异质结构中磁性的电控制。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism at the interface of $MoSe_2/V_2O_5$ heterostructures
本研究针对自旋电子学器件对纳米磁态的需求，通过密度泛函理论模拟发现无磁性的$MoSe_2$单层与$V_2O_5$衬底构成的异质结存在铁磁有序，并揭示了点缺陷对其磁性的调控机制，为新型杂化材料界面磁性研究提供了理论依据。
2025-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulating Curie Temperature and Magnetic Anisotropy in Nanoscale Layered Cr_{2}Te_{3} Films: Implications for Room-Temperature Spintronics
纳米尺度的层状铁磁体已经表现出迷人的二维磁性，直到原子层，为研究基础物理和自旋电子学应用提供了一个特殊的自旋有序的操场。然而，用于生长具有设计的磁特性的膜的策略还没有很好地建立。在此，我们提出了一种通用的方法来控制居里温度（T_{C}）和磁各向异性的生长过程中的超导Cr_{2} Te_{3}薄膜。我们证明增加的TC从165 K到310 K同步磁各向异性切换从面外取向到面内的，分别通过控制Te源通量在薄膜生长过程中，导致不同的c-晶格参数，同时保持化学计量和薄膜的厚度。我们使用X射线磁性圆二色性分析，将这种磁各向异性的调制归因于轨道磁矩的切换。我们还推断，不同的c-晶格常数可能是负责磁各向异性的变化，理论计算支持。这些研究结果强调了潜在的可吸收的Cr_{2} Te_{3}薄膜作为候选开发室温自旋电子学应用和类似的生长策略可以适用于制造其他纳米级层状磁性化合物。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Signatures of Molecular Magnetism in Single-Molecule Transport Spectroscopy
单分子晶体管提供了一种独特的实验工具，以研究电荷传输和分子自由度之间的耦合。一个有趣的类分子这样的实验是单分子磁铁，因为分子内的交换力存在于这些分子应该强烈耦合到自旋的运输电子，从而提供了新的机制调制电子流，也探测纳米级磁激发的新手段。在这里，我们报告的单分子晶体管测量的设备，将Mn12分子。通过研究作为磁场函数的电子隧穿谱，我们能够识别磁态及其相关磁各向异性的清晰特征。模拟的数据的比较还表明，电子流可以强烈增强磁性分子的磁弛豫。
2006-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Moiré Excitons in Twisted Bilayer CrSBr
University of Michigan（密歇根大学）；ITMO University（ITMO大学）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Iceland（冰岛大学）
本研究在双层CrSBr中观测到磁莫尔激子，揭示了莫尔自旋纹理与光学激发的耦合机制，为磁光传感和拓扑控制提供了新平台。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of magnetic spin and orbital moments from an oxidized iron (1 1 0) surface using electron magnetic circular dichroism
了解降低晶体对称性对磁性行为的影响是提高我们对纳米尺度和界面磁性的理解的关键一步。然而，这种影响的调查往往是有争议的，主要是由于固有的挑战，直接关联纳米化学计量和结构的磁性行为。在这里，我们描述了如何使用透射电子显微镜（TEM），以获得作为散射角的函数的电磁圆二色性（EMCD）信号，以局部探测在Fe（1 1 0）表面上生长的薄氧化物层的磁性行为。实验和模拟都揭示了磁轨道与自旋比对其在倒易空间中的散射矢量的强烈依赖性。我们利用这种变化提取的氧化物包覆层的磁性，显示它局部可能表现出增强的轨道自旋矩比。这一发现得到了空间和角度分辨EMCD测量的支持，为研究纳米尺度特征对磁特性的影响开辟了道路。
2015-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Disclosing the nature of asymmetric interface magnetism in Co/Pt multilayers
本研究结合先进光谱、成像技术与理论方法，揭示Co/Pt三层膜及多层膜中界面磁邻近效应不对称的微结构起源。
2023-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Table-top Measurement of Local Magnetization Dynamics Using Picosecond Thermal Gradients: Toward Nanoscale Magnetic Imaging
纳米磁性的最新进展已经证明了基于自旋的技术的潜力，包括磁性随机存取存储器，纳米微波源和超低功率信号传输。未来的工程进展和新的科学发现将使研究工具能够检查局部磁化动力学的长度和时间尺度的基本磁系统的时空变化-通常为10 - 200纳米和5 - 50 ps。一个关键的问题是，目前的台式磁显微镜不能同时访问这两个尺度。在这封信中，我们介绍了一个时空磁显微镜，利用磁热电相互作用，通过时间分辨的异常能斯特效应（TRANE）来测量局部磁化。通过产生短暂的局部热梯度，将磁矩转换为电信号。实验上，我们表明，TRANE显微镜的时间分辨率低于30 ps和空间分辨率的热激发区域的限制。此外，我们提出的数值模拟表明，热斑的大小设置的空间分辨率的限制，即使在50 nm。用于TRANE显微镜的热效应对它们的空间分辨率没有根本的限制，因此未来的TRANE显微镜采用扫描等离子体天线可以测量纳米尺度的磁动力学。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of half-semiconductor behavior and tunable magnetism via carrier doping in Janus VXSe (X=Cl, Br, I) monolayers
Southwest University（西南大学）；Hanhong College, Southwest University（汉弘学院，西南大学）；AECC Hunan Aviation Powerplant Research Institute（中国航发湖南航空发动机研究所）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）；Leshan Normal University（乐山师范学院）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
第一性原理预测Janus VXSe单层为铁磁半导体，其中VISe是本征半半导体，载流子掺杂可诱导VClSe和VBrSe的全自旋极化态并调控磁各向异性，为二维自旋电子学提供平台。
2026-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-plasmon states in nanoscale materials: breakdown of the Tamm-Dancoff approximation
在Tamm-Dancoff近似中，从头算方法将激子描述为仅在时间上向前传播的电子-空穴对的包。然而，我们表明，在纳米材料激子和等离子体杂交，创造激子-等离子体状态的电子空穴对振荡来回的时间。然后，以反式偶氮苯分子和碳纳米管为例，Tamm-Dancoff近似产生的误差与从头计算中声称的精度一样大。相反，我们提出了一个通用的和有效的方法，避免了Tamm-Dancoff近似，并正确地描述激子，等离子体激元和激子等离子体激元状态。
2008-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Layer-dependent magnetism and spin fluctuations in atomically thin van der Waals magnet CrPS4
本研究通过纳米级量子传感与成像，揭示了原子级薄范德华磁体CrPS4的层数依赖磁性及自旋涨落，并展示了其异质结构中的巨大隧穿磁电阻，凸显其在二维自旋电子器件中的应用潜力。
2023-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Imaging of Magnetic Phase Transitions and Spin Fluctuations in Intrinsic Magnetic Topological Nanoflakes
拓扑材料具有奇异的能带结构，非常规的电流模式和新兴的组织原则，为下一代变革性量子电子技术的发展提供了有吸引力的平台。MnBi2Te4（Bi2Te3）n材料家族由于其非平凡的能带拓扑结构、可调磁性和最近发现的非凡的量子输运行为而与此相关。尽管有许多开创性的研究，但迄今为止，MnBi2Te4（Bi2Te3）n的局部磁性仍然是一个悬而未决的问题，阻碍了对其基本材料性质的全面理解。利用金刚石中的氮空位（NV）中心，我们报道了剥离的MnBi2Te4（Bi2Te3）n薄片中磁相变和自旋涨落的纳米级量子成像，揭示了纳米级下的自旋输运物理和磁畴.我们的研究结果突出了NV中心在探索新兴量子材料的磁性方面的独特优势，为研究拓扑结构和磁性之间的相互作用开辟了新的机会。
2021-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Observation of Orbital Hall Effect in Si
本文报道硅在室温下产生轨道霍尔效应，其轨道力矩效率远超典型金属，可高效产生力矩以实现节能磁性存储，颠覆了非磁性半导体无法在磁性器件中发挥关键作用的传统认知，为半导体与磁性技术融合开辟新途径。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Development of the magnetism in the solid solution of the candidate Weyl semimetals Ce$_x$Pr$_{1-x}$AlGe
研究了Ce $_{1-x}$ Pr $_{x}$ AlGe固溶体的宏观和微观物理性质。该系列从具有多$\vec{k}$结构和ab平面中的主要磁矩的CeAlGe调谐到具有与低密度纳米级纹理磁畴壁共存的易c轴铁磁基态的PrAlGe。利用AC-，DC-磁化率，电阻率，比热，μ子自旋弛豫/旋转和中子散射，我们分析了该系列的磁基态。我们提供了进一步的证据支持我们以前的要求自旋玻璃一样的纯PrAlGe的属性。通过将Pr引入CeAlGe，使$x=0$的拓扑多$\vec{k}$磁相稳定所需的有限磁场被抑制。两个端元基态之间的交叉发生在$x=0.3$附近，在该区域中，我们进一步预期$x < 0.3$成为零场基态的场诱导拓扑磁相。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ionic Tuning of Cobaltites at the Nanoscale
通过离子分布的定制设计来控制材料代表了一种强大的新方法，用于开发从自旋电子逻辑和存储器设备到能量存储的未来技术。钙钛矿由于其高离子迁移率和对化学计量的敏感性而显示出用于离子器件的特别前景。在这项工作中，我们展示了一个固态的方法来控制离子分布在（La，Sr）CoO $_{3}$薄膜。在钙钛矿膜上沉积Gd覆盖层，可控制地从结构中提取氧，最高达0.5O/u.c。在整个36 nm厚度上。钴的价态和饱和磁化强度随氧的提取呈平稳的连续变化。与此相反，磁电阻测量表明，在相同的范围内的氧化学计量的磁各向异性和电阻率的快速增加没有变化。这些结果表明显着的相分离，与金属铁磁区域和缺氧，绝缘，非铁磁区域，形成的网状结构。事实上，X射线衍射确定氧空位排序，包括转化为brownmillerite晶体结构。通过高分辨率扫描透射电子显微镜进一步证实了在环境温度下向棕镁矾相的意外转化，其显示出显著的结构-和相应的化学-相分离。这项工作展示了在36 nm厚的薄膜中对磁性、电阻率和晶体结构的室温离子控制，为利用多种材料功能的离子器件提供了新的机会。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Voltage Control of Magnetism in Silicon-Integrated \newline SrTiO$_3$/Fe Heterostructures
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imec（IMEC微电子研究中心）；Shanghai University（上海大学）
本研究在CMOS兼容Si衬底上的SrTiO$_3$/Fe异质结构中实现了低温电压控制磁性，通过电场调控界面磁各向异性改变磁畴结构，为低功耗磁基器件提供可行材料方案。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic domains and domain wall pinning in two-dimensional ferromagnets revealed by nanoscale imaging
磁畴结构和动力学在理解和控制二维磁体的磁性方面起着重要作用，这对基础研究和应用都很有意义[1-5]。然而，基于自旋相关的光学磁导率[1，2，6]和电导率[7-10]的探针方法既不能提供磁化强度的定量信息，也不能实现纳米级的空间分辨率。这些能力对于成像和理解磁畴的丰富特性至关重要。在这里，我们采用低温扫描磁强计使用单电子自旋的氮空位中心的金刚石探针，明确地证明了磁畴的存在，并研究它们的动力学在原子薄CrBr $_3$。该技术的高空间分辨率使得能够对磁畴进行成像，并且允许分辨被缺陷钉扎的畴壁。通过控制双层CrBr $_3$的磁畴演化，我们发现钉扎效应是主要的磁化机制，其饱和磁化强度约为26~ $μ_B$ /$^2$.通过微磁学模拟验证了磁畴结构和钉扎效应主导的磁畴反转过程。我们的工作突出了扫描氮空位中心磁强计作为一种定量探针，探索在纳米尺度上的二维磁性。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
AC susceptometry of 2D van der Waals magnets enabled by the coherent control of quantum sensors
精密磁力测量是开发新型磁性材料和器件的基础。最近，金刚石中的氮空位（NV）中心已成为二维范德华材料中静态磁性的一个有前途的探针，能够以纳米级空间分辨率进行定量成像。然而，磁性的动态特性，理解磁相变和实现技术应用的关键，很少在单一的2D晶体的实验访问。在这里，我们相干控制NV中心的自旋进动，以实现超灵敏，定量的二维铁磁体的交流阻抗。结合直流磁滞与交流磁化率测量不同的温度，场，和频率，我们照亮了磁畴墙的形成，流动性和巩固在几层CrBr 3。我们发现，畴壁流动性增强，在CrCrBr3，与最小的减少超过数百千赫兹的激发频率，并受畴形态和局部钉扎的薄片。我们的技术扩展了NV磁力测量的多功能交流和直流磁表征的范围广泛的自旋电子材料在纳米级。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Dimensionality-Driven Electronic and Orbital Transitions Mediating Interfacial Magnetism in LaNiO3/CaMnO3 Observed In Situ
Temple University（天普大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Cornell University（康奈尔大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Rutgers University（罗格斯大学）；Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室先进光源中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY（德国电子同步辐射中心）；CNR-IOM Istituto Officina dei Materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；AREA Science Park（AREA科学园）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究通过原位合成和表征技术揭示LaNiO3厚度变化导致的金属-绝缘体转变及其对界面磁性的调控作用，建立电子、轨道和磁性自由度的直接耦合机制。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface Magnetism in Vanadium-doped MoS$_2$/Graphene Heterostructures
University of South Florida（南佛罗里达大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究通过第一性原理模拟发现钒掺杂和缺陷工程可诱导MoS₂/石墨烯异质结构的铁磁性，为纳米自旋电子学应用提供新途径。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Type-II multiferroic Hf$_{2}$VC$_{2}$F$_{2}$ MXene monolayer with high transition temperature
实现多铁性二维（2D）材料应该能够在纳米器件中实现许多功能。然而，到目前为止，预测的二维多铁性是非常少的，共存的，但只有松散耦合（I型）的铁电性和磁性。在此，鉴定了II型多铁性MXene Hf $_{2}$ VC $_{2}$ F $_{2}$单层，其中铁电性直接源自其磁性。非共线的Y型自旋序产生垂直于自旋螺旋平面的极化。值得注意的是，多铁性转变估计发生在室温以上。我们的研究应该打开大门，一个新的分支的二维材料的追求内在的强磁电。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perspective on Epitaxial NiCo2O4 Film as an Emergent Spintronic Material: Magnetism and Transport Properties
本文探讨了外延NiCo2O4薄膜的最新进展，重点分析了其由晶体与电子结构决定的磁性与输运异常，为纳米级自旋电子学应用的功能设计提供了基础理解。
2022-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular spin-probe sensing of H-mediated changes in Co nanomagnets
本研究利用STM结合二茂镍分子探针，发现载氢Co/Cu(111)纳米岛中氢超结构导致磁化方向旋转90°，并通过从头计算揭示其源于氢与Co的杂化及界面渗透，为纳米尺度磁性的化学调控提供了微观见解。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sudden collapse of magnetic order in oxygen deficient nickelate films
氧空位在功能氧化物钙钛矿的电子、磁性、离子和输运性质的控制中起着至关重要的作用。稀土镍酸盐（RENiO $_{3-x}$）作为研究晶格、电子结构和有序磁性之间相互作用的丰富平台，已经出现多年。在这项研究中，我们调查的RENiO $_{3-x}$薄膜的电子和磁性结构的演变，使用X射线吸收光谱和成像，共振X射线散射，并扩展多重配体场论建模相结合。我们发现，氧空位修改电子配置内的Ni-O轨道流形，导致远程电子传输路径的戏剧性演变，尽管没有纳米级相分离。值得注意的是，磁性是强大的载流子掺杂的实质性水平，只有适度减弱的$(1/4, 1/4, 1/4)_{pc}$反铁磁序参量观察，而磁转变温度基本上是不变的。只有在某一点上，长程磁性才会突然消失，而没有伴随着结构转变。我们提出了渐进式中断的3D磁超交换路径引入点缺陷的机制背后的突然崩溃的磁秩序在缺氧的镍酸盐。我们的工作表明，不同于大多数其他氧化物，RENiO $_{3-x}$中的有序磁性对载流子掺杂大多不敏感。有序磁性的突然崩溃后，氧去除可能提供一个新的机制，固态磁离子开关和反铁磁自旋电子学的新应用。
2020-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial Charge Transfer and Morphology Govern Magnetism in Ultrathin VOx/MoSe2 Heterostructures
University of South Florida（南佛罗里达大学）；State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）
本研究通过界面电荷转移增强VOx磁矩，并发现形貌决定集体磁动力学，为氧化物/过渡金属二硫化物异质结构中的磁性调控提供了互补途径。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Simplified Method of the Assessment of Magnetic Anisotropy of Commonly Used Sapphire Substrates in SQUID Magnetometers
固态晶片是材料科学中不可或缺的部件，作为外延同质或异质结构的衬底或二维材料的载体。然而，一个可靠的测定纳米材料的磁性能的体积磁强计经常受到意外丰富的磁性，这些基板，包括显着的磁各向异性。在这里，我们描述了一个简化的实验例行磁各向异性评估，我们验证和验证外延准备蓝宝石晶片从各种来源。磁各向异性的强度和符号都是从精心设计的温度相关测量中获得的，这减轻了体积SQUID磁力测量的所有已知缺陷，并且比传统方法快得多。我们的测量结果表明，在所有的样品中，两种类型的净顺磁性的贡献与抗磁性共存。第一个可以强到蓝宝石的基础抗磁性的10%[-3.7（1）x 10-7 emu/gOe]，并且当超过2%标记时，它表现出明显的磁各向异性，其中易磁化轴垂直于c平面晶片的表面取向。另一个弱得多，但表现出铁磁的外观。这些发现形成了一个重要的信息，即普通基底的非标准磁性可以显着影响纳米材料的精确磁力测量结果，工业界和学术界必须将其存在视为理所当然。
2022-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Accurate Evaluation of Nanoscale Spatiotemporal Dynamics with Electron Correlation Microscopy
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本研究针对电子关联显微镜（ECM）的误差问题，提出了ECM专属的强度归一化框架，经模拟和实验验证，可准确评估纳米时空动力学并纠正旧框架的分类错误。
2026-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Evidence of an anisotropic Griffiths phase in a two-dimensional van der Waals magnet
Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）
研究发现二维范德华磁体Fe₅GeTe₂中存在自插层驱动的高度各向异性格里菲斯相，其磁响应具方向依赖性，为无序驱动的低维磁学研究提供了新平台。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
New dimensions in magnetism and superconductivity via 3D nanoprinting with focused electron and ion beams
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；TU Wien（维也纳工业大学）
本文综述了利用聚焦电子束和离子束诱导沉积（FEBID/FIBID）进行三维纳米打印，以制备超导和磁性材料，探讨其机制、可及的物理现象及三维几何引发的涌现效应，并展望技术发展前景。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Artificially creating emergent interfacial antiferromagnetism and its manipulation in a magnetic van-der-Waals heterostructure
本文在铁磁/反铁磁范德华异质结界面发现由电荷转移诱导的涌现界面反铁磁性，表现为反常霍尔回线中的中间电阻平台，并揭示其在压力下可稳定调控、超过10 GPa后崩塌的演化规律。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Primary Exploration to Quasi-Two-Dimensional Rare-Earth Ferromagnetic Particles: Holmium-Doped MoS2 Sheet as Room-Temperature Magnetic Semiconductor
近年来，具有强磁性的二维材料和纳米粒子在纳米自旋电子学的基础物理研究中也引起了人们极大的兴趣。更重要的是，具有高居里温度的室温磁性半导体材料对于开发下一代自旋电子和量子计算器件至关重要。在这里，我们开发了一个理论模型的基础上的密度泛函理论计算和Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida理论预测的二维磁性材料的热稳定性。与其他稀土（镝（Dy）和铒（Er））和3d（铜（Cu））杂质相比，掺钬（Ho掺杂）的单层1H-MoS 2被认为是具有强大磁性的有前途的半导体。在杂化HSE 06泛函水平上的计算预测居里温度远高于室温。Ho掺杂的MoS 2片具有完全自旋极化的价带和导带，这是柔性自旋电子应用的先决条件。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Angle dependent hysteretic magnetotransport in MnBi2Te4 nanoflakes
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究MnBi2Te4纳米鳞片中磁滞磁电阻的各向异性与厚度依赖性，揭示低维性对磁不可逆性的影响。
2026-04-14 cond-mat.mtrl-sci
DyOCl: a rare-earth based two-dimensional van der Waals material with strong magnetic anisotropy
相对于人们熟知的过渡金属基范德华（vdW）材料，稀土基范德华（vdW）材料在本征二维（2D）磁性的研究中还很少涉及。在这项工作中，我们报告的物理性质的DyOCl，稀土基的VDW磁性绝缘体的直接带隙$\sim 5.72~eV$。在低于Néel温度$T_N=10~$ K时，DyOCl的磁序由中子散射确定为$A$型反铁磁结构.在10.1 $ μ_{B} $ /Dy附近的大磁矩平行于$a$轴，具有很强的单轴磁各向异性.在$2~K$中，沿易磁化轴施加的中等磁场（$\sim 2~T$）产生自旋翻转跃迁，并将DyOCl极化为铁磁状态。密度泛函理论计算表明DyOCl具有极大的磁各向异性能（$-5850~μeV/Dy$），表明其在二维极限下具有很大的磁性.此外，机械剥离散装DyOCl单晶下降到七层证明。我们的研究结果表明，DyOCl是一个很有前途的材料操场，研究二维$f$ -电子磁性和自旋电子学的应用在纳米级。
2021-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Light-driven modulation of proximity-enhanced functionalities in hybrid nano-scale systems
本研究提出利用超短光脉冲在C60/钴混合纳米系统中诱导激子，通过近邻效应实现磁性动态调制，导致钴铁磁共振频率60%瞬态偏移，为纳米尺度超快光学控制磁性确立新范式。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Modern triad for magnetic material science: geometric shape, electronic bands and spin textures
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心）；Kyiv Academic University（基辅学术大学）；Università di Salerno（萨莱诺大学）
该综述探讨曲线磁性中几何形状、电子能带与自旋织构的耦合效应，提出“元几何”材料设计新概念，以推动节能可扩展纳米电子学发展。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic, Magnetic and Molecular Nanocontacts
扫描隧道显微镜和断裂结实验实现了金属和分子纳米接触，作为宏观电极之间的理想一维通道。这些系统中出现的典型纳米现象包括结构、机械、电子、传输和磁性。这篇综述着重于第一性原理方法的帮助下获得的这些属性的理论解释。通过追踪平行的理论和实验的发展，从发现纳米线的形成和电导量子化的金纳米线，最近观察到的紧急磁性和近藤相关性，我们的主要概念和成分需要汇集从头计算和物理观测。可以预见，二极管，传感器，自旋阀和自旋过滤器的功能相关的自旋电子学和分子电子学的应用将受益于由此获得的物理理解。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploring mechanisms leading to composition errors in monazite (CePO4) analysed with atom probe tomography
本研究探讨了原子探针断层扫描分析独居石（CePO4）时激光波长、涂层等因素对成分准确性的影响，发现氧损失及元素优先蒸发导致系统性成分偏差，强调需优化参数以提升地质材料分析可靠性。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
