Observation, Evidence and Origin of Room Temperature Magnetodielectric Effect in Mn doped LaGaO3
本文报道了Mn掺杂LaGaO_3的室温磁介电（RTMD）效应。频率相关的磁阻（FDMR）测量结果丢弃的可能性，在所观察到的MD效应的任何磁阻的贡献。MD耦合的内在本质已经通过依赖于磁场的拉曼光谱进行了验证/证明，并根据由磁场诱导的自旋耦合Mn轨道的再旋转所支配的修改的体积应变进行了解释。最终，目前的RTMD效应是由于磁压缩/磁致伸缩与自旋-声子耦合的形式证明了磁场诱导硬化的对称拉伸（SS）MnO 6八面体拉曼模式。目前研究的Mn掺杂的LaGaO 3可以作为磁介电应用的候选者。
2017-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Absence of room temperature ferromagnetism in bulk Mn-doped ZnO
本文研究了Zn_（1-x）Mn_xO（x=0.02，0.03，0.05）多晶的结构和磁性。低温（~500 oC）合成留下未反应的起始ZnO和锰氧化物。与最近的一份报告相反，在高于900 ℃的温度下在空气中合成的单相材料没有观察到体铁磁性。单相样品表现出顺磁性居里-外斯行为。
2004-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Ferromagnetism in Co-Doped TiO$_2$ Anatase: Role of Interstitial Co
最近报道了Co掺杂的TiO $_2$纳米晶具有室温铁磁性。然而，对置换式Co掺杂的$Ab$ $initio$研究产生了比实验大得多的Co的磁矩。基于密度泛函理论的计算结果表明，取代Co离子进入TiO $_2$晶格后，容易发生簇合，从而使相邻的间隙四面体位置变得有利于Co的存在，产生了一个更像Co $_3$ O $_4$而不是CoTiO $_3$的局部环境.间隙Co破坏了周围替代Co的自旋极化，但显著提高了铁磁性的稳定性。在没有载流子的情况下，这种室温铁磁性只能由超交换相互作用来解释。
2003-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Carbon-doped ZnO: A New Class of Room Temperature Dilute Magnetic Semiconductor
我们报道了碳掺杂ZnO的磁性。我们基于密度泛函理论的第一性原理计算预测，碳取代ZnO中的氧导致每个碳的磁矩为1.78 $μ_B$。理论预测得到了实验证实。用脉冲激光沉积法制备的不同碳浓度的掺碳ZnO薄膜具有铁磁性，居里温度高于400 K，基于薄膜中碳化物含量（$1.5 - 3.0 μ_B$/碳）测量的磁矩与理论预测一致。磁性是由于Zn离子和掺杂的C原子之间的成键耦合。磁电阻和反常霍尔效应的研究表明，掺杂薄膜是具有本征铁磁性的$n$型半导体。碳掺杂ZnO是一种很有前途的室温稀磁半导体，我们的工作为非金属掺杂制备稀磁半导体提供了可能。
2006-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Pervasive beyond room-temperature ferromagnetism in a doped van der Waals magnet: Ni doped Fe$_5$GeTe$_2$ with $T_{\text{C}}$ up to 478 K
在低维磁系统中，如准二维范德瓦尔斯（vdW）磁体中，长程磁序的存在引起了人们对新物理现象的深入研究。vdW Fe $_N$ GeTe $_2$（$N$ = 3，4，5; FGT）族由于其磁性的巨大可调谐性而是例外的。特别地，在$N$ = 5（F5 GT）下观察到高于室温的铁磁有序温度（$T_{\text{C}}$）。在这里，我们的研究表明，通过在F5 GT中用镍（Ni）取代铁（Fe），实现了创纪录的高$T_{\text{C}}$ = 478（6）K。重要的是，普遍的，超室温铁磁性存在于几乎整个掺杂范围的Ni-F5 GT的相图。我们认为，这一惊人的观察Ni-F5 GT可能是由于几个因素，其中结构改变增强三维磁耦合可能是关键的增强铁磁秩序。
2022-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Electron Spin Transport in a Highly Doped Si Channel
我们报告的第一个演示产生的自旋电流和自旋输运在高掺杂的Si沟道在室温下（RT）使用四端横向设备与自旋注入器和检测器组成的Fe/MgO隧道势垒。使用非局域技术产生自旋电流，并在300 K下成功地检测到自旋注入信号和Hanle型自旋进动，从而证明了自旋注入消除了伪信号。用Hanle型自旋旋进估算了自旋扩散长度为0.6 μ m，室温寿命为1.3 ns.
2011-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Electric field controlled magnetic exchange bias and magnetic state switching at room temperature in Ga doped α-Fe2O3 oxide
我们研制了一种基于Ga掺杂菱方相α-Fe_2 O_3的新型磁电材料。该材料在室温下是倾斜的铁磁体，并显示磁电性能。电场控制磁态的实验结果为Ga掺杂α-Fe_2 O_3体系的室温磁电耦合提供了直接证据。有趣的是，（未掺杂）α-Fe_2 O_3体系没有表现出任何电场控制的磁交换偏置位移，但Ga掺杂的α-Fe_2 O_3体系表现出极高的电场诱导的磁交换偏置位移，其值高达1120 Oe（正）。另一方面，我们首次报道了电场控制下α-Fe_2 O_3和Ga掺杂α-Fe_2 O_3体系的磁态翻转。在磁场弛豫实验中，磁态的切换对ON和OFF模式以及外加电压极性的变化非常敏感。正电场下磁态向上能级和负电场下磁态向下能级的转换表明Ga掺杂赤铁矿体系中存在电序和磁序耦合。这种材料在今天对于下一代磁传感器、开关、非易失性存储器和自旋电子器件中的多功能应用的需求日益增加。
2017-07-13 cond-mat.mtrl-sci
The electric field as a novel switch for uptake/release of hydrogen storage in nitrogen doped graphene
氮掺杂石墨烯最近被合成，并且据报道是在垂直施加的电场（F）下用于氢解离吸附的催化剂。本文利用密度泛函理论研究了在垂直电场存在和不存在的情况下，H原子在N掺杂石墨烯上的扩散.我们证明，外加电场可以显着促进氮掺杂石墨烯上的氢分子的结合，通过解离吸附和表面上的扩散。通过去除外加场，可以有效地释放被吸收的H原子。我们的理论计算表明，N掺杂石墨烯是一种很有前途的储氢材料，具有可逆的氢吸附/脱附，其中施加的电场可以作为摄取/释放过程的开关。
2011-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Defect Induced Room Temperature Ferromagnetism in High Quality Co-doped ZnO Bulk Samples
在过渡金属掺杂氧化物中经常报道的室温铁磁性的性质仍然是一个巨大的争论。本文报道了通过标准固相反应路线合成的高质量Co掺杂ZnO（Zn 1-xCoxO）体样品的室温铁磁性。使具有低水平结构缺陷的参考顺磁性Co掺杂ZnO样品在还原性气氛中经受热处理，以便以受控的方式在样品中引入缺陷。进行了详细的结构分析，以表征诱导缺陷及其浓度。的磁力揭示了在室温下的顺磁和铁磁相的共存，在直接相关的结构性能。饱和磁化强度随着热处理的加强而增加，因此，随着感生缺陷密度的增加而增加。用束缚磁极化子模型对磁性行为进行了充分的解释。基于实验结果，理论计算的支持下，我们归因于所观察到的缺陷引起的铁磁性的起源，由于锌间隙缺陷介导的磁极化子的Co离子之间的铁磁耦合。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Appearance of room temperature ferromagnetism in Cu-doped TiO$_{2-δ}$ films
本研究在脉冲激光沉积制备的Cu掺杂TiO₂薄膜中观测到室温铁磁性，结合从头算证实Cu最近邻的氧空位是铁磁性出现的关键，且Cu掺杂可促进氧空位形成，为稀磁半导体及自旋电子学材料研究提供了新依据。
2007-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Persistent room temperature photodarkening in Cu-doped \b{eta}-Ga2O3
β-Ga 2 O3是一种超宽带隙半导体，在电力电子领域有着新兴的应用。受主掺杂剂的引入产生薄膜器件所需的半绝缘衬底。在目前的工作中，暴露的Cu掺杂的Ga 2 O 3的紫外光> 4 eV的显示，导致大的，持久的光致暗化在室温下。电子顺磁共振光谱表明，光暴露将Cu 2+转化为Cu 3+，这是一种罕见的氧化态，负责光吸收。光暗化伴随着红外光谱中O-H振动模式的出现。杂化函数计算表明，Cu受体可以与以间隙（Hi）或替位（H_O）缺陷形式存在的氢供体形成络合物。当Cu_Ga-H_O配合物吸收光时，释放出氢，有助于观察到的Cu 3+物种和O-H模式。
2022-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Hydrogen Storage in Gold-doped Carbon Nanotubes: A first-principles study
吸附剂材料是推进储氢技术的一种有前途的替代品。一般的缺点是相对弱的固-气相互作用和吸附能，提供低的重量和体积容量和极端的操作条件。在这里，我们提出了Au掺杂的碳纳米管（CNT）作为一个有效的替代可逆的氢捕获在高温下。本工作利用密度泛函理论研究了几种修饰碳纳米管的性质。我们分析了均匀的Au掺杂的碳纳米管的结合能和形成能，并评估其吸附能力。利用偏态密度和电荷转移分析对纳米结构的储氢机制进行了深入的研究，结果表明直径的增加对结果有积极的影响。我们的研究结果表明，修饰后的结构能够捕获每个金原子6至9个氢分子，达到154至330 g/l的体积容量，超过了DOE的目标。此外，计算的脱附温度表明Au掺杂的CNT的高性能，获得高于200 K的氢捕获-释放工作条件。
2022-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical properties of TM-doped (8,0) SiC SWNT and the prospect of hydrogen storage
采用第一性原理密度泛函理论，在量子espresso程序中研究了过渡金属（TM）掺杂单壁（8，0）SiC纳米管的性质.所研究的性质是电子、光学和储氢前景，而用于掺杂的过渡金属是铁、锰和钴。结果表明，铁磁有序更好地描述了掺杂过程中的磁序。掺杂导致半金属性质。TM-3d和C-2 p在费米能级附近的杂化导致了半金属性的出现。此外，该管的光电特性和储氢容量也发生了变化。掺杂似乎导致光电子学应用范围的扩大，从远红外到可见光的光伏效应。此外，该管似乎显示出储氢的潜力。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Lithium and sodium storage on tetracyanoethylene (TCNE) and TCNE-(doped)-graphene complexes: a computational study
采用密度泛函理论研究了Li和Na与四氰基乙烯（TCNE）分子的吸附以及TCNE在掺杂石墨烯上的吸附.虽然TCNE仅弱吸附在理想石墨烯上，但我们确定了TCNE通过分子C原子和表面氧原子化学吸附在Al掺杂石墨烯上的构型。高达四（五）个Li和Na原子可以存储在两个自由（吸附）TCNE上，结合能强于Li和Na金属的结合能。当每个分子存储多达三个原子时，应该可以避免常见电池电解质的还原。因此，固定在导电石墨烯基基底上的TCNE可以成为有机锂和钠离子电池的有效阳极材料。重要的是，Li和Na存储之间的比容量（每单位质量的材料，不包括Li/Na）和电压都没有显著差异，这使得这种方法通常非常有希望用于后Li存储。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism-based Tuning of Room-temperature Ferromagnetism in Mn-doped \b{eta}-Ga2O3 by Annealing Atmospher
采用聚合物辅助沉积法制备了具有室温铁磁性的Mn掺杂\b{eta} -Ga 2 O3（GMO）薄膜，研究了退火气氛（空气或纯O2）对薄膜结构和物理性能的影响。结果表明，退火气氛对样品中不同价态的空位缺陷浓度、Mn掺杂浓度和晶格常数均有调制作用。值得注意的是，在空气中退火的样品（GMO-air）表现出的饱和磁化强度为纯O2气体中退火的样品（GMO-O2）的170%倍，这可以通过氧空位（VO）控制的铁磁性来定量解释，这是由于VO的离域类氢电子与样品中Mn 2+、Mn 3+和Mn 4+离子的局部磁矩之间建立的束缚磁极化子。我们的研究结果提供了基于机制的RTFM在Ga 2 O3调谐的见解，并可能是有用的设计，制造和相关的自旋电子材料的应用。
2022-05-07 cond-mat.mtrl-sci
High-Entropy Hydrides for Fast and Reversible Hydrogen Storage at Room Temperature: Binding-Energy Engineering via First-Principles Calculations and Experiments
尽管人们对固态氢化物形式的氢的紧凑和安全储存有很高的兴趣，但在室温下在接近大气压的压力下可逆和快速储存氢的合金的设计是一个长期的挑战。在这项研究中，第一性原理计算与实验相结合，开发高熵合金（HEAs）的室温储氢。设计并合成了具有Laves相结构和低氢结合能（-0.1 ~-0.15eV）的TixZr_（2-x）CrMnFeNi（x = 0.4-1.6）合金。HEAs在室温下以Laves相的形式可逆地储存氢，而（去）氢化压力随着锆分数的增加而系统地降低，与结合能计算结果良好一致。氢化动力学快速，氢化发生无需任何活化或催化处理，储氢性能保持稳定至少1000次循环，并且存储容量高于商业LaNi 5。目前的研究结果表明，理论计算和实验相结合是一个有前途的途径，以设计新的高熵的高性能储氢。
2023-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Strong Room-Temperature Ferromagnetism in Co2+-Doped TiO2 made from Colloidal Nanocrystals
合成了Co掺杂TiO 2纳米晶，并通过电子吸收光谱、磁圆二色性光谱、透射电子显微镜、磁化率、Co K壳层X射线吸收光谱和扩展X射线吸收精细结构测量对其进行了研究。纳米晶体是顺磁性的表面钝化配体隔离时，弱铁磁性（Ms = 1.5 × 10-3 mB/Co2+在300 K）聚集时，和强铁磁性（Ms = 1.9 mB/Co2+在300 K）旋涂成纳米晶薄膜时。X射线吸收数据表明，钴是在Co2+氧化态在所有样品。除了提供强有力的实验支持存在的内在铁磁性的钴掺杂的二氧化钛，这些结果表明，使用胶体二氧化钛稀释磁性半导体纳米晶体作为积木组装铁磁半导体纳米结构与潜在的自旋电子学应用的可能性。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Grand Canonical Monte Carlo Simulations of Hydrogen and Methane Storage Capacities of Two Novel Al-nia MOFs at Room Temperature
本研究通过GCMC模拟评估两种新型Al-nia MOFs在室温及中等压力下的储氢和储甲烷能力，发现其性能优于或相当于经典及Al基MOFs，有望满足DOE储存目标。
2024-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Reconsidering the possibility of room temperature ferromagnetism in Mn doped Zirconium oxide
在氧化物中掺杂过渡金属离子诱导长程铁磁有序的可能性在过去十年中已经成为一个非常令人兴奋的挑战。理论上，已经声称Mn掺杂的ZrO $_2$可以是非常有前途的自旋电子候选物，并且即使对于低Mn浓度也已经可以实现高临界温度。一些实验报道了室温铁磁性（RT-FM），而另一些则只有顺磁性。观察时，RT-FM的性质似乎是有争议的，没有明确的理解。在这项研究中，我们建议澄清和阐明一些存在的问题。详细研究了Mn掺杂ZrO $_2$的临界温度和低能磁激发。我们表明，居里温度在很大程度上被高估以前，由于热和横向波动，和无序的治疗不足。看来Mn-Mn耦合不能解释所观察到的RT-FM。我们认为，这可以归因于锰附近引起的大力矩之间的相互作用。这类似于氧化物、半导体和石墨烯/石墨中报道的非磁性缺陷诱导的铁磁性。
2013-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Carrier induced ferromagnetism in room temperature ferromagnetic semiconductor rutile TiO2 doped with Co
铁磁半导体金红石型（Ti，Co）O2在室温下表现出反常的霍尔效应。反常霍尔效应以及磁光响应对载流子浓度的强烈依赖性表明该化合物中存在载流子诱导的铁磁性。这两种铁磁响应都是由主半导体带边的载流子引起的，表明自旋电子器件在室温下工作的可能性。
2003-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio simulations of H2 in Li-doped carbon nanotube systems
由于其独特的结构，已经提出碳纳米管绳可以很好地提供用于储存分子氢的理想容器。实际上，在掺杂的Li和其它碱金属体系中存在增强的氢吸收的一些实验证据[Chen等人，Science 285，91（1999）]。因此，我们已经解决了这个问题的储氢锂掺杂的石墨和碳纳米管系统的理论与从头计算模拟。我们的研究结果没有发现证据，这种增强存储，基于诱导的结构变化。此外，我们还研究了氢进入纳米管内部的扩散障碍，在存在和不存在拓扑缺陷。即使使纳米管内部可接近，氢吸收仍然适度，即，小于3.5重量%。因此，机械或化学处理纳米管不太可能导致储氢量大幅增加。
2006-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Origin and tuning of room-temperature multiferroicity in Fe doped BaTiO$_3$
Fe掺杂BaTiO $_3$（BTO）中室温铁磁性和铁电性的同时存在是令人感兴趣的，因为Fe掺杂到室温铁电性（FE）的四元BTO中，导致其六方多晶型的稳定化，其仅在低于$\sim$ 80 K时为FE。在这里，我们调查它的起源，并表明，Fe掺杂的BTO具有混合相的室温多铁性，其中铁磁性来自大多数六方相和少数四方相引起所观察到的弱铁电性。为了实现大部分的四方相（负责室温-T铁电性）在Fe掺杂的BTO，我们调查的作用，主要控制的PE六方相稳定性的FE四方酮，并确定三个主要因素，即，离子尺寸的影响，Jahn-Teller（J-T）扭曲和氧空位（OVs），主要负责。离子尺寸的影响，它可以定性地表示使用Goldschmidt的公差（GT）的因素似乎是六方相稳定性的主要决定因素。对这些因素的理解不仅使我们能够控制它们，而且，获得合适的共掺杂的BTO化合物，具有增强的室温-T多铁性。
2020-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature ferromagnetism in transparent and conducting Mn-doped $SnO_{2}$ thin films
在室温下，磁化强度随磁场的变化表现出滞后行为。根据磁化强度的温度依赖性，居里温度$(T_{C})$高于350 K。Mn掺杂的氧化锡薄膜在可见光区（400-800 nm）表现出低电阻率和高透光率。Mn掺杂的$SnO_{2}$薄膜中铁磁性、高可见光透明度和高电导率的共存有望成为自旋电子器件的理想特性。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Is room temperature ferromagnetism possible in K-doped SnO2?
从头算研究从理论上预测了掺杂非磁性元素K和Na的SnO_2、ZrO_2和TiO_2晶体的室温铁磁性。我们的目的是解决实验的可能性，磁性的Sn 1-xKxO 2和Sn 1-xCaxO 2化合物。采用标准固相平衡法制备样品。我们的研究表明，这两个Sn 1-xCaxO 2和Sn 1-xKxO 2结构是化学不稳定的，并导致相分离，所示的X射线衍射和详细的微观结构分析与高分辨率透射电子显微镜（TEM）。特别地，结晶SnO 2晶粒被基于K的非晶相包围。与Ca：SnO_2样品相比，K：SnO_2样品中出现了磁性相，但没有长程铁磁有序。K：SnO 2样品表现出0.2 μB/K /离子量级的矩，与从头计算预测的3μB相反，其中K原子在Sn晶体学位置上。我们的实验和第一原理研究之间的明显矛盾进行了讨论。
2010-09-28 cond-mat.mtrl-sci
High-entropy alloy TiV2ZrCrMnFeNi for hydrogen storage at room temperature with full reversibility and good activation
本研究设计了一种 AB 型高熵合金 TiV2ZrCrMnFeNi，通过 C14 Laves 和 BCC 双相结构实现室温下无需活化的快速吸氢与完全可逆，为安全紧凑储氢提供了新方案。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced energy storage density by reversible domain switching in acceptor doped ferroelectrics
典型铁电体具有较大的自发极化强度Ps，但同时也具有较大的剩余极化强度Pr，这导致铁电体的储能密度较低，因此需要一种既能降低Pr又能保持Ps的机制来提高铁电体的储能性能。从而产生收缩的双磁滞回线。具有大Ps和小Pr的箍缩环因此导致增强的能量存储密度。背后的物理是一个缺陷引起的内部领域，提供了一个回复力的域切换back.The想法是通过一个时间相关的Ginzburg-Landau模拟以及BaTiO $_3$为基础的单晶和陶瓷的实验测量证明。该机理具有普遍性，适用于各种铁电体，特别是环境友好型铁电体。
2020-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Hydrogenated Li and Co doped ZnO nanoparticles
研究了氢化对Zn_（0.85）Co_（0.05）Li_（0.10）O纳米颗粒磁性能的影响。结果表明，室温下热处理的样品具有弱的铁磁性，而400 ℃热处理的样品具有强的铁磁性。在这两种情况下，在空气中在400 ° C下重新加热样品将其完全转换回顺磁状态（P）。通过X射线和电子衍射（ED）对样品的表征表明，在室温下氢化的样品中观察到的室温铁磁性是本质上的，而在400 ℃下氢化的样品中观察到的部分是由于钴金属簇。
2006-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Significance of interphase boundaries on activation of high-entropy alloys for room-temperature hydrogen storage
本研究通过设计单相与双相高熵合金，发现相界能促进氢传输与氢化物异质形核，实现室温无活化储氢，为解决HEAs需高温活化的缺陷提供了有效策略。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Ferromagnetism and Thermally Induced Spin Flip in Vanadium-doped Tungsten Diselenide Monolayers at Room Temperature
过渡金属二硫属化合物（TMDs）优异的光电和谷电子性能引起了科学界的广泛关注。在TMD中诱导长程铁磁性（FM）的替代方案是通过引入磁性掺杂剂以形成稀磁半导体。增强这些半导体中的铁磁性不仅代表了现代TMD自旋电子学的关键一步，而且还可以探索新的令人兴奋的维度驱动的磁性现象。为此，我们在室温下和热诱导自旋翻转（TISF）在单层的V-掺杂WSe 2的可调铁磁性。随着钒浓度的增加，饱和磁化强度增加，并且在~4at. %钒;有史以来最高的掺杂/合金化水平达到V掺杂的WSe2单层。TISF发生在~175 K，并在向室温增加温度时变得更加明显。我们表明，TISF可以通过改变WSe 2单层内的钒浓度来操纵。我们归因于TISF的磁场和温度依赖翻转的最近的W-网站的磁矩是反铁磁耦合到的V磁矩在基态。这是完全支持最近的自旋极化密度泛函理论计算。我们的研究结果为基于原子级薄磁性半导体的新型自旋电子和谷电子纳米器件的开发铺平了道路，并刺激了在这一迅速扩大的二维磁性研究领域的进一步研究。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Structural, Magnetic and Dielectric Characteristics of La Doped CuO Bulk Multiferroic
在这篇手稿中，我们报告的室温结构，微观结构，光学，介电，和磁性能的CuO和Cu 0.995La 0.005陶瓷，固相反应法合成。在CuO中掺杂La导致了具有降低的孔隙率的紧凑和致密的显微结构的演变。由于离子半径的显著差异，La掺杂产生空位缺陷，这在CuO晶格中引起相当大的应变，导致晶格参数和晶胞体积的减小。然而，这两种陶瓷都具有类似的单斜结构，空间群为C2/c。使用XPS，拉曼和FTIR光谱的详细表征证实了CuO晶格中的La 3+的掺入。有趣的是，La掺杂使介电常数提高了三倍以上，并导致漏电流降低。一个大的介电常数的发病归因于La掺杂后的CuO晶格中的致密的微观结构和应变/变形。此外，Cu_（0.995）La_（0.005）陶瓷的禁带宽度减小，这是由于空位缺陷浓度增加，在CuO基体的禁带宽度内产生了中间掺杂能级。此外，在磁性和介电性能的改善也进行了讨论，并与La掺杂CuO的晶粒尺寸。
2021-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Balancing Thermodynamics, Kinetics, and Reversibility in Ti-Doped MgB2H8: A First-Principles Assessment of a Practical Solid-State Hydrogen Storage Material
New Technologies Research Center, University of West Bohemia（新技研究中心，西波希米亚大学）；Department of Physics, Bacha Khan University（巴哈汗大学物理系）
研究通过首次原理计算分析Ti掺杂MgB2H8的氢存储性能，发现其在热力学、动力学和可逆性方面均有提升，为固态氢存储材料提供了新方向。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Bandgap narrowing in Mn doped GaAs probed by room-temperature photoluminescence
（Ga，Mn）As系统的电子能带结构是近二十年来固体物理研究中最令人感兴趣的问题之一。确定能带结构随Mn浓度的变化是理解铁磁性起源的关键问题。本文介绍了Ga_{100%-x} Mn_{x} As合金的室温光致发光和椭圆偏振测量。随着Mn含量的增加，Ga_{100%-x} Mn_{x} As合金的室温近带隙发射的红移证明了价带的上移。结果表明，即使掺杂0.02原子%，Mn的影响的价带边缘，它合并的Mn浓度低至0.6原子%的杂质带。X射线衍射图和高分辨率横截面TEM图像都证实了注入层和GaMnAs合金形成的完全再结晶。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen Storage on Transition-Metal-Decorated Nitrogen-Modified Carbon Nanoribbons
University of New England（新英格兰大学）；Karpagam Academy of Higher Education（卡尔帕甘高等教育学院）；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）；University of Canberra（堪培拉大学）；The University of Queensland（昆士兰大学）
该研究通过第一性原理计算，用Mn和Y掺杂氮改性碳纳米带，使储氢性能达到美国能源部要求，其中Mn掺杂体系在近环境工况下仍保持7.48 wt%的储氢容量。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
A key to room-temperature ferromagnetism in Fe-doped ZnO: Cu
报道了室温铁磁半导体Zn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O的成功合成。在实现室温铁磁性的本体Zn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O的基本成分被发现是额外的Cu掺杂。在Zn $_{0.94}$ Fe $_{0.05}$ Cu $_{0.01}$ O中获得了高达550 K的转变温度;室温下的饱和磁化强度达到了每Fe $0.75 μ_{\rm B}$的值。在低于$100 $ K时也观察到了大的磁电阻。
2002-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monolayer Vanadium-doped Tungsten Disulfide: A Room-Temperature Dilute Magnetic Semiconductor
稀磁半导体，通过取代掺杂的自旋极化过渡金属到半导体系统，使实验调制的自旋动力学的方式，持有新的磁电或磁光器件的巨大希望，特别是二维系统，如过渡金属dichalcogenides，强调相互作用和激活谷自由度。二维磁性的实际应用可能需要室温操作、空气稳定性以及（对于磁性半导体）实现最佳掺杂水平而不发生掺杂剂聚集的能力。在这里，我们描述了室温铁磁秩序在半导体钒掺杂的二硫化钨单层生产的一个可靠的单步薄膜硫化方法在非常宽的范围内的钒浓度，高达12原子%，最小的掺杂剂聚集。这些单层开发的p型运输作为钒掺入的函数，并迅速达到双极性。铁磁性在几个原子百分比的中间钒浓度处达到峰值，并且在更高的浓度下降低，这与由于在更近的钒-钒间距处的轨道杂化而导致的淬灭一致，如由透射电子显微镜、磁力测定法和第一性原理计算所支持的。室温二维稀磁半导体为拓展范德瓦尔斯异质结构的功能范围，使半导体磁性二维异质结构进入实际应用领域提供了一种新的器件。
2020-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Impurity-Ion pair induced high-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO
磁性3d离子掺杂到宽禁带氧化物中显示出室温铁磁性的特征，尽管它们的浓度比传统磁体中的浓度小两个数量级。这些特殊材料的原型是Co掺杂的ZnO，其室温铁磁性的解释仍然难以捉摸。在这里，我们表明，磁性来源于Co2+氧空位对与部分填充的水平接近ZnO导带最小值。这些对之间的磁相互作用是足够长的范围内，在中等浓度下引起渗滤。然而，磁相关集群大到足以显示在室温下的滞后已经形成低于逾渗阈值，并解释目前的实验结果。我们的工作表明，在ZnO：Co的磁性是完全由本征缺陷和相图。这表明了一种通过控制自旋电子学材料的本征缺陷来定制其磁性的方法。
2008-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy enhanced room temperature ferromagnetism in Al-doped MgO nanoparticles
我们已经研究了室温铁磁秩序，开发铝取代氧化镁，Mg（Al）O，纳米粒子与Al分数高达5原子%。所有样品，包括未掺杂的MgO纳米颗粒，都表现出室温铁磁性，饱和磁化强度在2at.%时达到最大值0.023 emu/g。X-射线光电子能谱学确定了掺杂和未掺杂MgO纳米颗粒中氧空位的存在，真空退火后Mg（Al）O的空位浓度增加，导致饱和磁化强度增加2倍。Al掺杂的MgO。我们的研究结果表明，氧空位在很大程度上负责在MgO的室温铁磁性。
2013-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine learning to explore high-entropy alloys with desired enthalpy for room-temperature hydrogen storage: Prediction of density functional theory and experimental data
本研究采用基于四种核函数的高斯过程回归机器学习模型，利用420个数据点训练并预测TixZr2-xCrMnFeNi系统的氢化物生成焓，为设计室温储氢高熵合金提供快速可靠方法。
2024-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning via artificial neural networks coupled with density functional theory and experiments for thermodynamic optimization of high-entropy alloys for hydrogen storage at room temperature
WPI, International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University（九州大学）；Department of Automotive Science, Graduate School of Integrated Frontier Sciences, Kyushu University（九州大学）；Institute for Materials Science, University of Stuttgart（斯图加特大学）
本研究采用人工神经网络和密度泛函理论设计新型AB型Ti_xNb_{2-x}VCrMnFe高熵合金，预测钛含量增加使氢化物生成焓降至-25至-39 kJ/mol，实验验证了富钛合金在室温下可逆快速储氢。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Calcium-Decorated Carbon Nanotubes for High-Capacity Hydrogen Storage
使用第一性原理计算，我们进行了一个搜索的基础上，掺杂或有缺陷的碳纳米管上的单独分散的钙原子的高容量储氢介质。我们发现，多达六个H2分子可以结合到一个Ca原子，每个具有理想的结合能约0.2 eV/H2。空Ca 3d态与H2 σ态的杂化有助于H2结合，并且Ca原子优先结合到掺杂的硼和分散在碳纳米管上的缺陷位点来抑制Ca簇集。我们还表明，个别钙修饰的B掺杂的碳纳米管的浓度为~6原子。%的B掺杂可以达到~ 5wt%氢的重量容量。
2009-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature giant baroresistance and magnetoresistance and its tunability in Pd doped FeRh
我们报道了$Fe_{49}(Rh_{0.93}Pd_{0.07})_{51}$的室温巨压电阻（$\approx$ 128\%）。在外加压力和磁场的作用下，其巨压电阻（$\approx$在5 K和19.9kbar，8 Tesla时为600%）和巨磁电阻（$\approx$在5 K和8 Tesla时为85%）的温度范围可以从5 K调节到远高于室温。由于AFM在室温和外压下的状态是稳定的，所以在磁场下显示出巨大的室温磁电阻（$\approx$ -55\%）。由于耦合的磁性和晶格变化，当作为X = T + 12.8*H - 7.2* P的函数绘制时，室温电阻率随压力（在没有施加磁场的情况下）以及磁场（在各种恒定压力下）的等温变化可以一起缩放为单个曲线。
2014-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature ferromagnetism in carbon-implanted ZnO
在通过脉冲激光沉积生长的碳掺杂ZnO膜中已经观察到意外的铁磁性[Phys.Rev.Lett. 99，127201（2007）]。本文采用离子注入的方法在ZnO薄膜中引入碳元素。观察到室温铁磁性。我们的分析表明，（1）C掺杂的铁磁性ZnO可以通过替代方法，即离子注入，和（2）碳的化学参与的铁磁性被间接证明。
2008-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature dielectric and magnetic properties of Gd and Ti co-doped BiFeO$_{3}$ ceramics
报道了磁性Gd和非磁性Ti分别取代Bi和Fe共掺杂的BiFeO $_3$样品的室温介电和磁性。采用固相反应法合成了名义成分为Bi $_{0.9}$ Gd $_{0.1}$ Fe $_{1-x}$ Ti $_x$ O $_3$（x = 0.00-0.25）的陶瓷。X射线衍射图显示，由Ti的Fe的替代诱导从菱方晶系到正交晶系的相变在x $>$ 0.20。形貌研究表明，随着Ti含量的增加，平均晶粒尺寸从$\sim {~}$ 1.5 $μm$减小到$\sim {~}$ 200 $nm$。由于Ti取代，介电常数通过抑制低频处的色散而在宽范围的高频（30 kHz至20 MHz）上稳定。化合物的介电性能与其改善的形貌和降低的漏电流密度有关，这可能是由于组合物中氧空位的浓度较低。在室温下测量的Bi $_{0.9}$ Gd $_{0.1}$ Fe $_{1-x}$ Ti $_x$ O $_3$（x = 0.00-0.25）陶瓷的磁性能与纯BiFeO $_3$和Ti未掺杂的Bi $_{0.9}$ Gd $_{0.1}$ FeO $_3$样品的磁性能相比，随着Ti取代量增加至20 $\%$而增强。磁性的增强可能是由于掺杂抑制了BiFeO $_3$的螺旋自旋结构。磁化强度-磁场（M-H）曲线的场和磁化轴均出现不对称位移。这表明在这些化合物中存在交换偏置效应，特别是在室温下。
2015-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Search for Origin of Room Temperature Ferromagnetism Properties in Ni doped ZnO Nanostructure
通过简单的低温湿化学方法制备的纳米结构样品的物理、光学和磁性，系统地研究了Ni掺杂ZnO样品室温铁磁性的起源。X射线衍射图的Reitveld细化显示了通过Ni掺杂的Zn/O占有比的应变弛豫和收缩的晶格参数的增加。类似地，扫描电子显微镜证实了Ni掺杂使形貌从纳米棒改变为纳米片，表明Ni离子掺入ZnO中。更有趣的是，XANES（X射线吸收近边光谱）测量证实，Ni是纳入ZnO作为Ni 2+。EXAFS（扩展X射线吸收精细结构）分析表明，在ZnO样品中的Zn位附近的结构紊乱随着Ni浓度的增加而激增。拉曼光谱在275 cm-1处显示出额外的缺陷驱动振动模式，仅在Ni掺杂的样品中出现，并且在580 cm-1峰处具有加宽的位移，这表明存在氧空位（VO）相关的缺陷。此外，在光致发光（PL）谱中，我们观察到在524 nm处出现了一个峰值，表明存在单电离的VO+，它可以激活稀磁半导体（DMS）中的束缚磁极化子（BMP）。磁化强度测量表明弱铁磁性在RT，这与增加Ni固结上升。因此，提出Ni离子的作用以及VO+产生的固有交换作用有助于产生BMP，这是Zn_（1-x）Ni_xO（0<x<0.125）体系中RT-FM的原因。
2017-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Sodium storage via single epoxy group on graphene - The role of surface doping
由于其独特的物理和化学性质，石墨烯被认为是一种有前途的能量转换和存储应用材料。在石墨烯上/中引入官能团和掺杂剂是调节其性质的有用策略。为了充分利用其潜力，需要对其与这些应用的重要物种的相互作用进行原子级理解。我们提出了一个DFT研究的钠原子与环氧石墨烯的相互作用，并分析这种相互作用是如何影响掺杂硼和氮。我们展示了掺杂剂如何与含氧基团结合，改变石墨烯对Na的反应性。掺杂剂充当环氧基团的吸引子，当与未掺杂的环氧-石墨烯的情况相比时，增强了钠在掺杂的氧官能化石墨烯上的吸附。此外，通过考虑Na与掺杂的环氧-石墨烯的相互作用的热力学，已经得出结论，这种材料是Na存储应用的良好候选者。因此，我们认为，掺杂碳材料的控制氧化可能导致可充电钠离子电池的先进阳极材料的发展。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Mg decorated Boron doped Graphene for Hydrogen Storage
基于第一性原理的密度泛函理论研究了硼掺杂镁原子修饰石墨烯的结构和电子性质。四个H2分子稳定地将镁原子与硼掺杂的石墨烯片结合。计算得到的平均结合能在-0.566 ~-0.687 eV/H2之间。复杂系统的分态密度表明，在-0.1 eV处，H2分子和Mg原子的s和d轨道有重叠，说明H2和Mg原子的s和d轨道分别有很强的杂化和结合。所研究的复杂系统的重量容量达到约8.26重量%的氢。HOMO和LUMO研究揭示了复杂系统的稳定性，DOS研究揭示了复杂系统的电子态密度。
2020-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Room-temperature ferromagnetism in monolayer WSe2 semiconductor via vanadium dopant
稀磁半导体包括Mn掺杂的GaAs在栅控自旋电子学中具有很大的应用前景，但其在室温下的长程铁磁有序居里转变至今仍存在争议。本文报道了用化学气相沉积法制备的V掺杂WSe_2半导体单层膜中具有长程序的室温铁磁畴。利用磁力显微镜在360 K下观察到铁磁有序结构，同时在0.1%V掺杂浓度下保持~105的高开/关电流比。通过高分辨率扫描透射电子显微镜观察，V-取代到W位点保持5 nm的V-V分离距离而没有V-V聚集，这意味着Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida相互作用（或Zener模型）通过在V掺杂的WSe 2单层中通过自由空穴载流子建立长程铁磁有序的可能性。更重要的是，铁磁顺序明显调制通过应用背栅。我们的研究结果打开了新的机会，使用二维过渡金属dichalcogenides为未来的自旋电子学。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen storage in carbon derived from solid endosperm of coconut
碳作为储氢材料由于其重量轻、吸氢动力学快和成本低而受到广泛研究。然而，这些材料的储氢容量低，特别是在室温下。本研究的目的是从天然生物前体开发碳基材料，其在室温下显示至少适度的储氢。为此，对椰子固体胚乳碳的加氢特性进行了研究。固体胚乳及其胚乳中的轻元素K（来自KCl）、Na、Mg等具有天然生长的分布。储氢测量表明，合成材料具有良好的吸放氢能力，且吸放氢动力学快。合成的材料吸附2.30 wt. %和8.00重量%。在液氮温度和70个大气压下。目前的工作可能会启动研究的自然轻金属轴承碳来自天然前体。
2014-09-25 cond-mat.mtrl-sci
XAS study of the local environment of impurities in doped TiO2 thin films
在这项工作中，我们提出了一个X射线吸收光谱表征的局部环境中的杂质在室温下的铁磁性掺杂的TiO 2薄膜掺杂Co，Ni，Cu，或Zn，沉积在LaAlO 3衬底上的脉冲激光沉积。结果表明，虽然过渡金属氧化物团簇的存在不能排除，但TiO2中仍有相当数量的杂质原子取代Ti原子。从我们的研究结果，我们推断，所观察到的室温铁磁性的样品可以被分配到金属过渡原子取代Ti的TiO 2？
2007-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Light-controlled room temperature ferromagnetism in vanadium-doped tungsten diselenide semiconducting monolayers
原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）半导体在现代光电子器件和量子计算应用中具有巨大的潜力。通过引入少量的磁性掺杂剂在这些半导体中诱导长程铁磁性（FM），可以扩展它们在新兴自旋电子应用中的潜力。在这里，我们展示了光介导的，室温（RT）FM，在V掺杂WS 2（V-WS 2）单层。我们使用磁LC共振的原理来探测这种效应，该原理采用在射频（RF）范围内在其共振附近驱动的软铁磁Co基微丝线圈。LC谐振与异常巨磁阻抗效应的组合使得线圈对通过其芯的磁通量的变化高度敏感。然后，我们将V-WS 2单层放置在线圈的核心，在那里用激光激发，同时测量其磁导率的变化。值得注意的是，单层的磁导率被发现依赖于激光强度，从而确认在这个二维（2D）材料的RT磁性的光控制。由密度泛函计算的指导下，我们将这种现象归因于在传导和价带中存在过量空穴，以及被捕获在磁性掺杂状态中的载流子，这反过来又介导了V-WS 2单层的磁化。这些发现提供了一个独特的路线，利用光控铁磁性的低功率二维自旋电子器件能够在RT操作。
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Improvement of the electrocaloric effect and energy storage performances in Pb-free ferroelectric Ba0.9Sr0.1Ti0.9Sn0.1O3 ceramic near room temperature
本研究合成无铅铁电BSTSn陶瓷，在室温20kV/cm电场下实现58.08mJ/cm³可恢复储能密度、84.36%效率及0.63K电热温变，为固态制冷与储能提供高潜力候选材料。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring spin reorientation and magnetic interaction for room-temperature spintronics in Tb-Doped SmFeO3 single crystal
本研究通过Tb掺杂将SmFeO3单晶的自旋重取向温度降至约350 K，并揭示其磁耦合与磁滞回线转变机制，为室温自旋电子学提供了新材料。
2025-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Phase evolution and enhanced room temperature piezoelectric properties response of lead-free Ru doped BaTiO3 ceramic
近年来，人们对无铅压电陶瓷材料及其结构与性能的关系进行了大量的研究。压电响应的发展是这些材料中相演化的强函数。在这项工作中，我们报告Ru掺杂和随后的相演变的多晶无铅钛酸钡，描绘为Ba（RuxTi 1-x）O3（BRT）的压电响应最大化的效果。采用传统的固相反应方法，在较窄的组成范围内制备了样品。Ru掺杂增加了BaTiO 3样品的漏电流归因于由于Ru 3+取代Ti 4+而增加的氧空位浓度。详细的结构分析表明，在室温附近表现出四方晶系（空间群：P4 mm）和正交晶系（空间群：Amm 2）结构相共存的样品显示出相对增强的压电性能。具有Ru含量为2mol%的BRT样品产生最大纵向压电系数，d33为269 pC/N，高应变值为0.16%，具有19 μ C/cm 2的大剩余极化和5.8 kV/cm的矫顽场。我们认为，钌的4d轨道在改善铁电体的功能特性和降低铁电体居里温度（Tc）方面起着至关重要的作用。我们的工作为设计具有增强压电性能的无铅压电材料提供了定制相演化的线索。
2021-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Insights for Beyond Room-Temperature Ferromagnetism in Ni doped Two-Dimensional Fe$_5$GeTe$_2$
本研究通过密度泛函理论结合动力学平均场理论与蒙特卡洛模拟，发现Ni替位掺杂可将二维Fe₅GeTe₂单层的居里温度提升至约400 K，揭示了Fe5-Fe4交换作用及电子关联的调控机制，为室温自旋电子器件应用提供了理论支撑。
2023-05-07 cond-mat.mtrl-sci
