The influence of oxygen and hydrogen adsorption on the magnetic structure of the ultrathin iron film on the Ir(001) surface
本文用从头算方法详细研究了Ir（001）表面吸附氧和氢的Fe单层膜的电子结构和磁序。结果进行了比较干净的Fe/Ir（001）系统，最近深入的研究表明，一个反铁磁秩序和复杂的磁性结构的强烈趋势。氧覆盖层的吸附显著增加了Fe层和Ir衬底之间的层间距离，而氢的影响要弱得多。我们发现，氧（和氢）的吸附导致的p（2 $\times $ 1）反铁磁顺序的Fe时刻，这也是支持的调查的基础上无序的本地矩状态。模拟的扫描隧道图像使用简单的Tersoff-Hamann模型暗示，建议的p（2 $\times $ 1）反铁磁秩序，甚至可以检测到非磁性提示。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism in iron at high pressures
使用基于第一性原理的磁紧束缚总能量模型，计算了铁（fcc或$γ$ -Fe，和hcp或$ε$-Fe）以及铁磁bcc铁（$α$ -Fe）中各种有序自旋构型的磁化能和磁矩。对于hcp，最小化不利的铁磁最近邻排序的非共线反铁磁自旋配置是最低能量状态，并且在高达约75 GPa时比非磁性$ε$铁更稳定。考虑非共线磁性产生更好的协议与实验的状态方程，相比之下，非磁性状态方程，这是在50 GPa以下的实验较差的协议。
2003-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and local distortions near carbon impurity in $γ$-iron
用{ \it ab initio}电子结构计算方法研究了碳间隙杂质附近$γ$ -铁的晶体和磁性结构的局域微扰.它示出，碳杂质创建本地的铁磁有序与大量的tetraorbital扭曲的区域。计算了交换积分和溶解焓，后者与实验数据吻合得很好。讨论了局域畸变对$γ$ -Fe体系中碳-碳相互作用的影响。
2007-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and finite temperature magnetism of yttrium iron garnet
钇铁石榴石是一种复杂的铁磁绝缘体，具有20个磁振子模，广泛用于磁化动力学的基础实验研究。作为一种过渡金属氧化物，具有中等的间隙（2.8 eV），钇铁石榴石需要仔细处理的电子相关。我们应用准粒子自洽GW来提供电子结构和由此产生的磁性的完全从头算描述，包括磁交换相互作用的海森堡模型的参数化。随后的自旋动力学模型与量子统计扩展我们的描述磁振子谱和热力学性质，如居里温度，发现有利的协议与实验测量。这项工作提供了一个快照的国家的最先进的建模复杂的磁性绝缘体。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
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
Design and processing as ultrathin films of a sublimable Iron(II) spin crossover material exhibiting efficient and fast light-induced spin transition
本文报道了一种可升华的中性铁(II)自旋交叉配合物[FeII(neoim)2]，系统研究了其合成、磁结构性质及高真空升华成膜能力，并证实其在15 nm超薄膜中仍保留高效快速的光诱导自旋转变（LIESST效应）。
2023-07-10 cond-mat.mtrl-sci
The Evolution of Magnetism in Iron from the Atom to the Bulk
采用基于密度泛函理论和实空间赝势的第一性原理数值计算方法，研究了含20 ~ 400个原子的铁团簇的磁矩演化.三个家庭的集群进行了研究，其特征在于原子的排列：二十面体，体心立方原子网站为中心，体心立方原子之间的桥梁为中心的两个相邻原子。我们发现，整体减少的磁矩的集群的大小增长对散装限制。具有刻面表面的团簇的磁矩低于具有类似尺寸的其他团簇。结果，观察到磁矩以非单调方式作为尺寸的函数减小，这解释了在低温下进行的测量。
2006-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-induced changes in the magnetism of Laves phase rare-earth--iron intermetallics by ab~initio calculations
Laves RFe 2化合物，其中R是稀土，表现出与其晶格几何形状和磁性之间的相互作用相关的技术相关性质。我们应用从头计算来探索RFe 2系统中Fe的磁性随温度的变化。我们发现YFe 2、GdFe 2、TbFe 2、DyFe 2和HoFe 2的轨道磁矩m_orb和自旋磁矩m_spin之间的比值随温度的升高而增大。这种增加是显着的，它应该是通过X射线磁性圆二色性实验观察。我们推测，m_orb/m_spin比值随温度的增加与磁矩波动的原子的同自旋通道态之间的杂化减少以及它们的类原子性质的增加有关.
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Chiral spin-wave velocities induced by all-garnet interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in ultrathin yttrium iron garnet films
自旋波可以探测Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（英语：Dzyaloshinski-Moriya interaction），这会产生拓扑自旋纹理，例如skyrmions。然而，在钇铁石榴石（YIG）中还没有报道过这种自旋波阻尼最低的材料。在这项工作中，我们通过测量非互易自旋波传播的频率，振幅和最重要的是使用全电自旋波光谱群速度，在7 nm厚的YIG膜的实验证据的界面双折射。自旋波传播速度在薄膜法线方向、外加场和自旋波波矢三个矢量之间表现出手征性。通过测量非对称群速度，我们提取了一个16~ $μ$ J/m $^{2}$的介电常数，我们独立地用布里渊光散射证实了这一点。厚度相关的测量结果表明，YIG和石榴石衬底之间的氧化物界面起源的。在YIG薄膜中发现的界面微扰对于功能性手征磁振子具有重要意义，因为它可以实现超低的自旋波阻尼。
2019-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure dependent and strain tunable magnetic ordering in ultrathin chromium telluride
二维（2D）碲化铬因其高居里温度而引起了人们极大的研究兴趣。在各种实验中发现它们的磁性是不同的，但是对其的理解仍然有限。在这项工作中，我们报告说，磁有序的碲化铬的结构依赖，可以通过外部应变调谐。基于第一性原理计算和蒙特卡罗模拟，我们分别在二维Cr 5 Te 8、CrTe 2和Cr2 Te 3层中显示了高居里温度和低居里温度下的长程稳定磁性和短程磁性。进一步发现，2%的压应变和2%的拉应变可以实现CrTe 2和Cr2 Te 3的铁磁-反铁磁转变，并且它们的易磁化轴通过中等的拉应变和压应变从面外调谐到面内.这种依赖于应变的磁耦合被发现与Cr-Cr直接交换有关，磁各向异性的变化被原子和轨道分辨的磁各向异性能和二阶微扰理论所理解。我们的研究结果揭示了结构和应变在确定二维碲化铬的磁有序性中的重要作用，揭示了在实验中观察到的不同的磁性的理解。
2021-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiscale approach for modeling magnetization properties of inhomogeneous ultrathin magnetic layers
本文提出一种多尺度方法，将粗糙超薄铁层建模为由纳米收缩区耦合的宏自旋系综，揭示表面形貌对磁化动力学和转变温度的显著影响，为接近实验现实地模拟完整自旋电子器件提供了途径。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Tuned Magnetic Anisotropy in Sputtered Thulium Iron Garnet Ultrathin Films and TIG/Au/TIG Valve Structures
通过控制应变来定义亚铁磁绝缘体膜中的面内或面外易轴的磁各向异性，同时保持高质量的表面，对于自旋电子学和磁振子应用是期望的。我们研究的方法来调整非晶溅射的铥铁石榴石（TIG）薄膜的各向异性，从而定制其磁性能的厚度（7.5至60 nm），基板的选择（GGG和SGGG），和结晶过程。我们将形态和结构特性与生长后退火薄膜的磁各向异性关联起来。在600 °C下退火的30 nm厚的膜显示出有利于面内磁各向异性（IPMA）的压缩应变，而在800 °C以上退火的膜处于导致垂直磁各向异性（PMA）的拉伸应变下。空气退火的薄膜呈现出高度的结晶度和接近体值的磁化饱和度。这些结果导致三层TIG/Au/TIG的成功制造，与TIG层之间的耦合取决于Au的厚度。这些结果将有助于使用TIG来创建各种原位清洁的混合结构的基本界面交换的研究，并朝着复杂的设备的发展。此外，溅射技术是有利的，因为它可以容易地按比例放大用于工业应用。
2020-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sputtered terbium iron garnet films with perpendicular magnetic anisotropy for spintronic applications
我们报道了磁控溅射法制备的外延铽铁石榴石（TbIG）薄膜的结构、磁性和界面自旋输运性质。通过在高温下或在室温下在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长膜，然后在两种情况下均高于750 °C进行热退火，来实现高结晶度。该薄膜显示出由压缩应变引起的大的垂直磁各向异性（PMA），并且通过生长条件或衬底晶格参数的选择来调节结构和磁性。利用Pt/TbIG异质结的温度相关反常霍尔效应（AHE）测量了TbIG薄膜的亚铁磁补偿温度（TM）。在所研究的膜中，发现TM在190-225 K之间，即，X射线光电子能谱学测量表明，该温度比体相温度低约25-60 K，这是由于石榴石晶格中Tb缺陷和氧空位的共同作用。本文报道的溅射TbIG薄膜具有大的PMA和高度可调的性能，可以为广泛的自旋电子学实验和器件应用提供合适的材料平台。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Effect of magnetism on kinetics of "gamma"-"alpha" transformation and pattern formation in iron
基于第一性原理计算不同磁态的总能量，在考虑晶格自由度和磁自由度的模型内，数值研究了Fe中多晶型“γ”-“α”相变的动力学。它示出的磁弹性现象，即，一个强大的敏感性的潜在救济沿贝恩变形路径的磁状态，是至关重要的图片的转变。随着温度的升高，从一个均匀的晶格不稳定性在T<Ms（Ms是马氏体相变的开始温度）的相变的情况下，在T> Ms的新相的胚胎的生长和成核。在后一种情况下，一个阶段的粗花呢样结构的形成发生，具有较强的短程秩序和缓慢的相间波动。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetism, memory and aging in Gold-Iron oxide nanoparticle composites
在这份报告中，我们提出了系统的磁性研究纯氧化铁纳米粒子和金氧化铁纳米复合材料，增加金颗粒尺寸/含量。对于这些样品的磁性研究，我们测量了：（1）零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化，（2）交流磁化率，（3）在各种温度下磁化与场的关系，（4）在固定温度下对于各种等待时间tw的热剩磁磁化弛豫（TRM）和零场冷却磁化弛豫（ZFCM）以研究老化效应，（5）磁化记忆效应;（6）交换偏压随冷场的变化。详细的磁性测量分析表明，纯Fe 3 O 4纳米粒子样品的行为像一个超顺磁性和掺入金（Au）纳米粒子的纳米复合材料系统慢慢演变从超顺磁性超自旋玻璃态。随着Au纳米颗粒尺寸/含量的增加，记忆和老化效应增强。在这项研究中，最重要的观察是与金纳米粒子的掺入的磁化强度的增强。这种增强作用随着纳米复合材料中Au含量的增加而增加。我们已经解释了由于在Au/磁性颗粒界面处形成大的轨道磁矩而导致这种磁化强度增强的原因。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and domain structure of ultrathin yttrium iron garnet/Pt bilayers
我们报告的结构，磁化强度，磁各向异性，和畴形态的氧化钇铁石榴石（YIG）/Pt膜的厚度范围从3到90 nm。我们发现，饱和磁化强度是接近的体积值在最厚的膜，并朝着低的厚度与强烈的减少低于10 nm。我们通过测量横向自旋霍尔磁电阻作为外加磁场的函数来表征磁各向异性。我们的结果揭示了强的易平面各向异性场的数量级为50-100 mT，这增加了退磁场，以及较弱的平面内单轴各向异性范围从10到100 $μ$ T。面内易轴方向随厚度变化，但在相同衬底上生长的具有相同厚度的样品之间也呈现显著的波动。X射线光电子发射显微镜揭示了在YIG薄膜中形成的锯齿形磁畴厚度大于10 nm，其尺寸大于几个100 $μ$ m，并由非手性Néel型畴壁分开。在小于10 nm的YIG薄膜中发现了以穿插的细长特征为特征的较小的畴。
2019-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Importance of Itinerancy and Quantum Fluctuations for the Magnetism in Iron Pnictides
应用密度泛函理论，我们发现了铁磷属元素化物两族中磁性巡游性质的有力证据。此外，通过采用动态平均场论和连续时间量子蒙特卡罗方法作为杂质求解器，我们观察到具有小磁矩的反铁磁金属自然地产生于非阻挫带和阻挫带之间的耦合。我们的研究结果指出了一种可能的情况下，磁性铁pnictides的磁性起源于一个强大的不稳定性的动量矢量（$π$，$π$，$π$），而它是减少了由于弱和强阻挫带之间的耦合量子涨落。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism and Superconductivity in Iron-based Superconductors Decided by Condensed Particle-hole Excitations away from the Fermi Level
铁基超导体的磁性和超导性的起源仍然不清楚。在这里，通过研究动量依赖的粒子空穴激发，量化的趋势，巡游电子对各种磁状态或超导相，我们解开了一个新的起源，以解释各种物理性质的铁基化合物。我们发现，粒子-空穴激发态在动量空间中远离费米面的凝聚是决定铁基材料磁性和超导性质的根本机制。这种情况对整个铁基超导体家族的适用性表明，包括轨道自由度，这可能导致对不同磁有序状态的竞争趋势，比考虑强相关性更重要。我们的研究结果进一步表明，为了正确地模拟这些材料，远离费米能级的电子状态必须加以考虑。
2014-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Kinetic Magnetism and Orbital Order in Iron Telluride
碲化铁（FeTe）是铁基高温超导体的近亲，具有特殊的磁有序和结构转变。在这里，我们探讨的想法，强相关性可能在这些材料中发挥重要作用。我们认为，在碲化铁中观察到的不寻常的订单可以理解从相关的本地时刻与轨道简并，再加上一个小密度的巡回电子的图片。结构转变的一个组成部分是由于轨道，而不是磁有序，引入了强烈的各向异性字符的系统沿对角线方向的铁晶格。双交换相互作用耦合的对角链导致观察到的有序波矢量。在这种情况下，过量铁的样品中的不相称顺序来自电子掺杂。在有序相的物理性质的强各向异性应该是可检测的单域中的传输。ARPES，非弹性中子散射和空穴/电子掺杂研究的预测。
2009-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetism of iron: from the bulk to the monoatomic wire
在考虑自旋极化和自旋轨道耦合效应的$s$、$p$和$d$原子轨道基组中，采用参数化紧束缚模型，研究了不同几何和维数铁的磁性（自旋和轨道磁矩、磁晶各向异性能）.该模型的有效性，以及建立通过使用从头算代码所获得的结果进行比较。该模型适用于研究铁在体心立方和面心立方相，$(110)$和$(001)$表面和单原子线，在几个原子间的距离。得到了新的结果。的自旋量子化轴上的轨道磁矩的分量的变化已被研究作为深度的函数，揭示了显着的增强，特别是在前两层的$(001)$表面。据发现，磁各向异性能量急剧增加的线，可以达到几个meV。这也适用于轨道矩，它另外是高度各向异性的。此外，它表明，当自旋量子化轴既不平行，也不垂直于线的平均轨道力矩是不对齐的自旋量子化轴。在平衡距离处，易磁化轴沿着导线，但在压力下切换到垂直方向。该模型的成功开辟了在具有更复杂几何形状的其他元件和系统上获得准确结果的可能性。
2006-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Magnetic Order in Air-Stable Ultra-Thin Iron Oxide
某些二维（2D）材料表现出有趣的性质，如谷极化，铁电性，超导性和电荷密度波。许多这些材料可以在环境条件下手动组装成原子级多层器件，这是由于它们具有出色的化学稳定性。已经做出努力通过缺陷向这些2D材料添加磁性自由度，但是仅实现了局部磁性。只有最近发现的二维材料支持内在铁磁性堆叠自旋电子器件成为现实。由于这些铁磁体对环境退化的敏感性，在环境条件下用这些铁磁体组装2D多层器件仍然具有挑战性，并且在室温下的磁有序在范德华材料中是罕见的。在这里，我们报告的空气稳定的超薄ε相氧化铁晶体，在室温下表现出磁秩序的增长。这些晶体不需要钝化，可以通过成本效益高的化学气相沉积（CVD）大量制备。我们发现，在能量上是不利的，不形成散装，可以很容易地在2D下到7个晶胞厚度的α相。单个晶体的磁光克尔效应（MOKE）磁力测量表明，即使在这个磁极限下，铁磁相也表现出强大的磁性，矫顽场为数百mT。这些测量结果突出了铁氧化物的优势，作为一个有前途的候选人对空气稳定的二维磁性和集成到二维自旋电子器件。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin bismuth-yttrium iron garnet films with tunable magnetic anisotropy
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内耳研究所）；Kyoto University（京都大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙国家研究委员会）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
通过调节应变和沉积参数，实现超薄BiYIG薄膜的磁各向异性调控，适用于磁性器件和自旋轨道电子器件。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall 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
Emergence of magnetism and controlling factors of superconductivity in Li/Na-ammonia co-intercalated FeSe1-zTez
碱-氨共插层FeSe的超导性的发现引起了人们极大的兴趣，因为它们在铁硫系超导体中具有最高的Tc（~ 45 K）。本文报道了两个系列Li/Na-氨共插层FeSe_（1-zTez）的相图。当Te掺杂抑制超导电性时，出现磁有序态。此外，还发现了一种可能具有反铁磁性的新相Lix（NH_3）yFe_（2-δ）Te_（2）。这有力地表明了这些材料中超导性和磁性之间的密切关系，就像其他铁基超导体一样。另一方面，与FeSe 1-zTez的比较结构分析表明，尽管铁硫族化物和铁磷族化物超导体的相图具有显着的相似性，但具有不同电荷的不同类型的阴离子导致两类材料的超导性的不同控制因素。这为我们提供了一个机会，可以用更多的方式来调整铁硫族化物超导体的超导性。
2014-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetism of ordered Sm/Co(0001) surface structures
研究了Sm/Co（0001）外延系统，在Sm/Co/W（110）外延膜上的Sm覆盖率达到1个单层（ML）。发现1/3和1 ML Sm分别有两个有序相。利用光电子能谱确定了Sm的价态，利用磁光克尔效应测量了Sm的磁性。我们发现，1 ML Sm引起的相对于下面的10 ML Co膜的矫顽力的强烈增加。元素特定的磁滞回线，通过使用共振软X射线反射率测量，显示出相同的磁性行为的两个元素。
2005-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Two-Dimensional Ilmenenes: Intrinsic Order and Strong Anisotropy
EHU Quantum Center, Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea UPV/EHU（巴斯克大学）
研究二维过渡金属基钛铁矿-like氧化物的结构、电子和磁性性质，发现其内在反铁磁耦合及强磁晶各向异性，为未来自旋电子学应用提供可能。
2022-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and structure of in-situ grown FeN films studied using N K-edge XAS and nuclear resonance scattering
研究了\textit{in-situ}生长的一氮化铁（FeN）薄膜的结构和磁性。利用基于同步辐射的软X射线吸收近边光谱（XANES）在N $K$ -边缘和核共振散射（NRS）的膜生长的初始阶段被捕获。采用直流磁控溅射法，分别在SXAS光束线（BL 01，Indus 2）和NRS光束线（P01，Petra III）的实验站上生长薄膜。结果发现，薄膜生长的初始阶段不同于它的散装。超薄FeN薄膜，表现出更大的能量分离之间的t $_{2g}$和e $_g$功能和强烈的e $_g$功能的N $K$ -边缘图案。这表明当薄膜厚度超过5 nm时，FeN薄膜的结构发生了从岩板（RS）型向锌板（ZB）型的转变.这种N $K$ -边缘特征的行为与在100 K的NRS图案中出现的磁性分量的出现非常好地相关。结合\textit{in-situ} XANES和NRS测量，看来初始FeN层生长在具有磁性基态的RS型结构中。随后，结构变为已知为非磁性的ZB型。观察到的结果有助于解决长期存在的争论的结构和磁性基态的FeN。
2019-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of magnetism in cerium doped LaCo2P2 crystals: a magnetic phase diagram
ThCr_2Si_2型磷化物ACo_2P_2（A=稀土元素）具有与铁砷化物相同的结构，但它们的磁性却截然不同。本文首次生长了一系列La_（1-x）Ce_xCo_2 P_2（x=0.0 ~ 1.0）单晶，并进行了结构和磁性表征。这使我们能够进行仔细的研究与铈含量的磁性的演变，并建立一个磁相图。我们发现，铈的引入诱导的c轴的快速下降和从铁磁（FM）反铁磁（AFM）状态的变化。通过第一性原理能带结构计算，我们发现随着c轴的缩短，P-P键的形成有效地驱动了AFM相互作用的增加，并最终导致了高掺杂区的AFM有序化.本文的研究结果对122个铁磷属化合物的结构崩塌和电磁性质之间的相互作用有一定的指导意义。
2017-02-20 cond-mat.mtrl-sci
A common magnetic origin for the Invar effects in fcc iron-based ferromagnets
使用第一性原理计算，结合伊辛磁性，我们进行了理论研究，以阐明实验观察到的因瓦效应在无序fcc铁基铁磁体的起源。首先，我们证明了我们的理论可以解释铁镍合金中的因瓦效应，这些异常是由磁对平均自由能的贡献驱动的。其次，我们提出的证据表明，热膨胀和磁性之间的关系是基本相同的，在所有的研究合金，包括那些显示的因瓦合金效应和那些不。因此，我们认为磁性在决定一个系统是否表现出正常的热膨胀、因瓦效应或其他方面起着至关重要的作用。关键的决定因素是最近邻铁原子的局部磁矩的相对取向随着系统被加热而波动的速率。
2010-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Electronic properties and magnetism of iron at the Earth's inner core conditions
我们采用国家的最先进的从头计算模拟的动力学平均场论研究铁的三种可能的阶段（六角密堆积，六角密堆积，面心立方，面心立方，体心立方，体心立方）在地球的核心条件。我们表明，由于相关性的电子自由能的校正可以是显着的相的相对稳定性。在体心立方铁中观察到最强的效应，其显示出非费米液体行为，并且其中均匀可磁化性的Curie-Weiss行为暗示在5800 K和300 GPa下仍然存在局部磁矩。我们预测，所有三个结构有足够高的磁化率，以稳定地球发电机。
2013-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visible evidence to magnetism of graphene oxide
氧化石墨烯在催化剂、吸附剂、氧化剂等广泛应用中的多种潜力继续令科学界感到惊讶，是由不断揭示其奇妙本质所决定的。其中，磁性最终不能被肉眼识别和直接观察到。在此，我们报道了氧化石墨烯在普通Nd-Fe-B磁体的外部磁场下简单地定向迁移和沉积在一起，而氧化石墨烯的铁磁性没有表现出铁那么强。因此，我们说明了这一有趣的途径，以保持接近这样的二维碳材料和潜在的促进磁性取向的应用。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional nanoscale control of magnetism in crystalline Yttrium Iron Garnet
钇铁石榴石（YIG）特殊的磁性、光学和声子特性使其在基于自旋波和光子的应用中独树一帜。然而，纳米结构晶体YIG和操纵其磁性在一个非破坏性的方式是一个突出的挑战，到目前为止，主要限于二维能力。在这里，我们表明，用聚焦紫外激光照射单晶钇铁石榴石薄膜驱动器的垂直磁各向异性的稳定，巨大的增强，保持结晶质量。这种调制在横向和垂直方向上都高度限制在纳米级，并且其在体积内的延伸可以通过连续的深度控制进行微调。通过利用这些三维各向异性的配置文件，我们证明了一个大的调谐的自旋波能带结构，体积空间本地化，和非互易性，实现验证的原则3D磁振子晶体。这种简单的，单步，激光纳米加工的三维磁性系统的基础上的晶体YIG薄膜开辟了道路，设计新的功能，在磁振子和磁光器件。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Precise control of crystallography and magnetism in focused-ion-beam transformed iron-nickel thin films
CEITEC BUT, Brno University of Technology（布尔诺理工大学欧洲技术与创新卓越中心）；Institute of Applied Physics, TU Wien（维也纳工业大学应用物理研究所）；Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology（布尔诺理工大学物理工程学院）
通过聚焦离子束调控铁镍薄膜晶格取向与磁性，实现高精度磁化景观的磁性纳米结构图案化
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
What drives the insulating state in ultrathin films of SrRuO3?
使用密度泛函计算，我们已经研究了SrRuO 3薄膜生长在SrTiO 3衬底上的电子结构的演变作为膜厚度的函数。在两个单层（RuO 2-终止表面）的膜被发现是在边缘的自旋状态的转变，驱动系统的反铁磁和绝缘状态。将膜厚度增加到四个单层，人们发现两种完全不同的溶液共存的令人惊讶的结果。反铁磁绝缘溶液与对应于反铁磁表面和铁磁体的金属溶液共存。电子结构发现在100极限持续较厚的薄膜和一个不寻常的结果进行预测。较厚的薄膜被发现是金属预期的散装，但磁性不直接演变为散装铁磁状态。表面仍然是反铁磁的，而大部分表现出铁磁有序。
2009-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging Magnetization Structure and Dynamics in Ultrathin YIG/Pt Bilayers with High Sensitivity Using the Time-Resolved Longitudinal Spin Seebeck Effect
我们展示了一种仪器的时间分辨磁成像，是高度敏感的面内磁化状态和动态的薄膜双层的钇铁石榴石（Y3 Fe 5 O 12，YIG）/Pt：时间分辨纵向自旋Seebeck（TRLSSE）效应显微镜。我们通过聚焦皮秒激光来检测YIG内的局部面内磁取向，以通过自旋Seebeck效应从YIG产生热驱动的自旋电流到Pt中，然后使用Pt中的逆自旋霍尔效应将该自旋电流转换为输出电压。为了建立TRLSSE的时间分辨率，我们表明，图案化的YIG（20 nm）/Pt（6 nm）/Ru（2 nm）线的脉冲光加热产生小于100 ps的磁化相关的电压脉冲。我们证明TRLSSE显微镜图像静态磁结构和千兆赫兹频率的磁共振动力学与亚微米的空间分辨率和磁取向低于0.3 $^{\circ}/\sqrt{\text{Hz}}$的灵敏度在YIG。
2017-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Growth and electronic and magnetic structure of iron oxide films on Pt(111)
通过铁的反应沉积或金属铁单层的氧化，在Pt（111）单晶上生长超薄（111）取向的极性铁氧化物薄膜。这些薄膜，其特征在于使用低能电子衍射，扫描隧道显微镜和转换电子穆斯堡尔谱。Fe的反应性沉积导致Fe3O4的岛状生长，其中块体材料的电子和磁性被调制的超顺磁性尺寸效应的厚度小于2 nm，揭示特定的表面和界面特征。相比之下，氧化物薄膜与FeO的化学计量，这可以稳定的厚度为4纳米，在特殊的制备条件下，具有电子和磁性，是非常不同的，从他们的本体对应物，wüstite。不寻常的长程磁序出现在室温下的厚度为3至10个单层，其外观需要从岩盐结构严重的结构修改。
2011-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Energetics, electronic states, and magnetism of iron phthalocyanine on pristine and defected graphene layers
过渡金属酞菁（TMPc）在自旋电子学领域受到严格审查，因为它们可能是有前途的存储器件。这种分子的简单和廉价增加了它们的商业潜力。人们正在积极研究如何改变这种分子金属中心的磁矩。在这里，我们特别考虑石墨烯层上的铁酞菁分子（FePc）作为基底。我们研究了石墨烯缺陷（Stone-Wales缺陷、B掺杂、N掺杂、S掺杂以及B（N，S）掺杂的Stone-Wales缺陷）如何改变FePc的电子结构。我们提出了从头算研究的系统，这是使用几种方法：基于周期性平面波密度泛函理论（DFT），线性组合的原子轨道（LCAO）DFT与石墨烯的集群表示，和multiconfigurational方法与芘分子作为一个graphenised石墨烯集群。首次采用多构型方法对FePc/石墨烯杂化体系进行了处理。结果表明，掺杂B和N的杂化体系具有准简并基态，必须超越一个Slater行列式的近似。
2022-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interplay between magnetism and superconductivity in iron-chalcogenide superconductors: crystal growth and characterizations
本文综述了用Bridgman法、区熔法、气相自输运法和助熔剂法生长两种铁硫系超导体Fe（1+y）Te（1-x）Se（x）（11）和A（x）Fe（2-y）Se（2）（A= K，Rb，Cs，Tl，Tl/K，Tl/Rb）单晶的结果。这些材料的超导和磁性能（后者主要是从中子散射测量获得）进行审查，以证明磁性和超导性之间的联系。对于11系统，虽然倒易晶格位置（0.5，0）周围的静态磁序与超导性竞争，但以（0.5，0.5）为中心的自旋激发与材料的超导性紧密耦合;这通过（0.5，0.5）周围的光谱权重与超导体积分数之间的强相关性变得明显。在超导温度Tc以下观察到自旋共振，以及共振的磁场依赖性，强调了自旋激发在超导性中的重要作用。一般来说，这些结果说明铁基和铜酸盐超导体之间的相似性。在A（x）Fe（2-y）Se（2）中，Tc ~ 30 K的超导性与反铁磁绝缘相接壤;这更接近于在铜酸盐中观察到的行为，但不同于其他铁基超导体。
2011-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A First Principle Study on Magneto-Optical Effects and Magnetism in Ferromagnetic Semiconductors Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ and Bi$_3$Fe$_5$O$_{12}$
磁光效应不仅是研究磁性固体磁性和电子结构的有力工具，而且在高密度信息存储技术中有着重要的应用。钇铁石榴石（Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$）（YIG）和铋铁石榴石（Bi $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$）（BIG）是两种广泛应用的磁性半导体材料，具有很强的磁光效应，在基础物理研究中也引起了人们的关注。特别地，YIG已常规地用作自旋电流注入器。本文基于密度泛函理论，采用广义梯度近似和库仑排斥理论，对YIG和BIG的磁性、电子学、光学和分子轨道性质进行了深入的理论研究。我们发现，这两种半导体表现出大的MO效应，其克尔和法拉第旋转角是最知名的MO材料，如MnBi。在光子能量$\sim2.4$ eV时，BIG薄膜的MO法拉第旋转角达到-74.6 $ ^{\circ}/μm$.此外，我们还发现BIG中跨MO带隙的价带和导带都是纯自旋下降态，即，BIG是一种单自旋半导体。这些有趣的发现表明，铁石榴石在半导体MO和自旋电子纳米器件中将找到有价值的应用。计算得到的电导率谱、磁光克尔角和法拉第旋转角与实验数据吻合较好。在光学和MO光谱的两个系统的主要特点进行了分析，特别是通过确定的带态对称性和主要的光学跃迁在$Γ$点的布里渊区的计算的能带结构。
2020-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck effect in iron oxide thin films: Effects of phase transition, phase coexistence, and surface magnetism
理解相变、相共存和表面磁性对磁系统中的纵向自旋塞贝克效应（LSSE）的影响对于操纵自旋电子应用中的自旋到电荷电流转换效率是至关重要的。我们的目的是通过对生长在Si（100）和Al_2 O_3（111）衬底上的双相氧化铁（BPIO = α-Fe_2 O_3 + Fe_3 O_4）薄膜的LSSE温度依赖性进行全面的研究来阐明这些效应。温度依赖的反常能斯特效应（ANE）和电阻率测量的组合表明，即使在室温下，与Si/BPIO/Pt异质结构中的本征LSSE相比，来自BPIO层的ANE的贡献可以忽略不计。低于Fe 3 O 4相的Verwey转变，跨BPIO/Pt的总信号由LSSE主导。观察到Si/BPIO/Pt和Al 2 O3/BPIO/Pt异质结构在Fe 3 O 4相的Verwey转变和α-Fe 2 O3相的反铁磁（AFM）Morin转变附近的本征LSSE信号的显著变化。发现Si/BPIO/Pt的LSSE信号几乎是Al 2 O3/BPIO/Pt的两倍，但是观察到饱和磁化强度的相反趋势。磁力显微镜揭示了Si/BPIO膜的表面磁矩的密度比Al 2 O3/BPIO膜更高，这强调了界面磁性对LSSE信号的主导作用，从而解释了Si/BPIO/Pt的较大LSSE。
2022-02-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic structure and magnetism of equiatomic FeN
为了研究等原子FeN化合物的相稳定性和结构相关的磁性，采用第一性原理TB-LMTO-ASA方法计算了具有NaCl、ZnS和CsCl结构的FeN化合物的电子结构和总能量，以及不同的磁性组态.在所考虑的所有FeN相中，反铁磁NaCl结构（q=（00 pi））被发现在理论平衡体积下具有最低的能量。然而，FM NaCl相仅高出1 mRyd。的估计平衡晶格常数的ZnS型FeN与实验值相当吻合，但AFM NaCl相的估计值是6.7%，小于实验观察到的。对于ZnS型FeN，亚稳态的磁性状态被发现的体积大于平衡值。在分析原子和轨道投影态密度和轨道投影晶体轨道Hamilton布居的基础上，讨论了NM ZnS，AFM NaCl和FM CsCl结构中的铁氮相互作用.主导的Fe-N相互作用是由于d-p铁-氮杂化，而相当大的s-p和p-p杂化也观察到在所有三个阶段。发现FeN中的铁磁矩对最近邻Fe-N距离高度敏感。特别是，磁矩显示出从约2 μ B的值到零的ZnS和CsCl结构的Fe-N距离的减少的突然下降。
2000-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and Charge Dynamics in Iron Pnictides
在各种各样的材料中，如铜氧化物，重费米子，有机盐和最近发现的铁磷属元素化物，超导性被发现非常接近磁有序状态。因此，近磁相的特性被认为是理解非常规超导体的各个家族之间的差异和超导机制的关键。与铜酸盐中的AFM有序不同，铁磷属元素化物超导体中的磁性和潜在电子态的性质还没有得到很好的理解。无论是密度泛函理论还是基于原子物理学和超交换的模型，都不能解释磁矩的小尺寸。许多低能探针如transport、STM和ARPES测量了液晶中类似于双有序的电子态的强各向异性，但对其物理起源没有共识，并且缺乏磁性状态下电子态及其与光学电导率的关系的三维图像。使用第一性原理的方法，我们得到了实验观察到的磁矩，光学电导率，和各向异性的电子状态。该理论将测量单粒子电子态的ARPES、探测固体粒子空穴激发的光谱学和测量磁矩的中子散射相结合。我们预测的光学电导率的各向异性的表现，我们表明，磁相产生的顺磁相的洪德规则耦合能量的大增益和较小的损失的动能，表明铁磷属烃代表一类新的化合物，其中磁性的性质是中间的自旋密度波的几乎独立的粒子，和局部矩的反铁磁态。
2010-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thin-Film Stabilization and Magnetism of η-Carbide Type Iron Nitrides
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；University of Michigan（密歇根大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本研究通过薄膜合成探索了η-氮化物的相稳定性与磁性，发现Fe-Mo-N体系在更宽的组成和热力学范围内稳定，并揭示了磁性行为对化学计量比的敏感性。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Stability and magnetism of FeN high-pressure phases
实验发现的铁-氮体系中的化合物属于Fe-N相图的低浓度部分。在我们的论文中，这是基于从头计算，我们已经研究了高压铁单氮化物相，特别是具有NiAs型结构的新的磁性相的形成和稳定性。我们已经研究了动态，热力学和电子性质，如电子相关性和压力引起的相位稳定的作用。我们证明了新的六方FeN相在很宽的外压范围内是稳定的，并且在零压下可以形成亚稳相。结果表明，它具有相对小的居里温度，并可能具有非共线磁性。
2018-08-06 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
On the Magnetism of the Normal State in MgB2
实验观察到的正常状态下的MgB 2的铁磁性是由于铁的微相分离的夹杂物。当样品的铁含量降低到低于20 μ g/g时，也观察到这种磁性，然而在这些样品中，MgB 2的抗磁性是明显的，并进行了测量。实验发现，B元素、MgB_2和MgB_4的室温抗磁磁化率之比接近1：2：4，表明这些硼化物中的抗磁性仅限于硼原子。这一观察结果支持了Mg的两个电子在MgB 2中被贡献给B的观点
2001-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nanoscale ordered Layered-Segregation of Cobalt and Iron in the Perovskite SmFe0.5Co0.5O3
采用溶胶-凝胶技术合成了一种在单一钙钛矿中以纳米级层状形式分离钴和铁的可能性。非常值得注意的是，它表明，这种纳米级的有序，这只能通过结合HAADF-STEM和EELS研究检测到，有显着的影响，这SmFe0.5Co0.5O3氧化物的磁性能。这表明，在未来对氧化物的物理性质进行可行的解释之前，至少在磁性领域，对氧化物进行仔细的纳米级表征是必要的。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Low-dimensionality-induced tunable ferromagnetism in SrRuO$_3$ ultrathin films
Seoul National University（首尔国立大学）；Jeonbuk National University（全北国立大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
通过调控SrRuO$_3$超薄薄膜中的DOS，在相交叉点实现铁磁性的可调性，为可调量子材料的设计提供新路径。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High temperature magnetic insulating phase in ultrathin La0.67Sr0.33MnO3 films
研究了在SrTiO_3（110）衬底上生长的La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3超薄薄膜的磁性和电导率随厚度的变化关系。我们发现了一个临界厚度为10个晶胞，低于该临界厚度，薄膜的导电性消失，同时居里温度（TC）增加，表明在室温下的磁绝缘相。这些样品具有约560 K的TC，显著的饱和磁化强度为1.2 ± 0.2 μ B/Mn。在n< 10的超薄膜中，倾斜的反铁磁绝缘相与具有不同氧八面体旋转模式的更高对称性结构相的出现相一致。这种应变工程相是室温自旋极化隧穿器件中绝缘隧穿势垒的一个有趣的候选者。
2012-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An XMCD study of magnetism and valence state in iron-substituted strontium titanate
采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_{3}$和Si衬底上制备了SrTi $_{0.6}$ Fe $_{0.4}$ O $_{3-δ}$薄膜，研究了薄膜在不同氧压和真空退火条件下的室温铁磁性。X-射线磁性圆二色性表明，磁化起源于Fe $^{2+}$阳离子，而Fe $^{3+}$和Ti $^{4+}$没有贡献。具有最高磁矩（0.8 μB/Fe）的膜具有最高的测量的Fe $^{2+}$：Fe ${^3+}$比0.1，对应于最大的氧空位浓度（δ = 0.19）。在氧化和还原条件下的生长后退火处理表现出淬火和部分恢复的磁性分别，和Fe价态的变化。该研究阐明了微观起源的磁性在高度Fe取代SrTi $_{1-x}$ Fe $_x$ O $_{3-δ}$钙钛矿氧化物，并表明，磁矩，这与Fe $^{2+}$和Fe $^{3+}$的相对含量，可以通过控制氧含量，无论是在生长过程中或生长后退火。
2019-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall 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
Striped-magnetic-order suppresses giant optical anisotropy and drives structural distortion in iron arsenide superconductors
为了研究磁性在铁基超导体超导电性中的作用，我们首先对三种具有代表性的母体化合物LaFeAsO，BaFe2As2和LiFeAs进行了第一性原理光学计算。考虑了条纹反铁磁序的自旋密度波和自旋密度波。由于它们的层状结构，NM态的这些化合物显示出极大的光学各向异性，电导率比$σ_{zz}/σ{xx}$在LaFeAsO中高达313%，在LiFeAs中高达530%。有趣的是，巨大的光学各向异性显着抑制SDW。另一方面，可变单元形状优化证实SDW确实驱动正交失真。驱动力取决于Fe亚晶格上的局部磁矩，而局部磁矩受Fe亚晶格的成键环境的调节。在此基础上，我们讨论了磁性在超导电性中的微妙作用。
2012-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
