Microscopic conditions favoring itinerant ferromagnetism
本文系统地研究了单带模型中关联电子巡游铁磁性稳定的微观条件。在动力学平均场论中，对一个具有Hubbard相互作用U和直接Heisenberg交换相互作用F的模型进行了量子蒙特卡罗模拟，得到了定量结果。特别强调的是放在调查（一）的谱权分布的状态密度，（二）真正的相关性的重要性，和（三）的意义，直接交换，在有限温度下的巡回铁磁性的稳定性。我们发现，已经有一个中等强度的峰值附近的能带边缘的状态密度足以稳定铁磁性在中间U值在一个广泛的范围内的电子密度n。相关效应被证明是必不可少的：斯莱特-Hartree-Fock结果的转变温度是定性和定量的不正确。最近邻海森堡交换一般不起决定性作用。详细结果的磁相图作为一个功能的U，F，n，温度T，和状态密度的不对称性，并进行了讨论。
1998-09-16 cond-mat.str-el
Room-temperature ferromagnetism in Sr_(1-x)Y_xCoO_(3-delta) (0.2 < x < 0.25)
测量了Sr $_{1-x}$ Y $_x$ CoO $_{3-δ}$的磁化率和电阻率（$x=$ 0.1、0.15、0.2、0.215、0.225、0.25、0.3和0.4），并且已经发现Sr $_{1-x}$ Y $_x$ CoO $_{3-δ}$是室温铁磁体，在0.2 $\leq x\leq$的窄组成范围内具有335 K的居里温度0.25.这是钙钛矿Co氧化物中最高的转变温度。$x=$ 0.225的饱和磁化强度在10 K时为0.25 $μ_B$ /Co，这意味着所观察到的铁磁性是体效应。我们把这种铁磁性归因于一种特殊的Sr/Y有序。
2006-01-18 cond-mat.str-el
Possible d0 ferromagnetism in MgO doped with nitrogen
研究了掺氮MgO化合物中d 0铁磁性的可能性。紧束缚近似下的Haldane-Anderson杂质模型制定确定主机能带结构和杂质主机杂化。使用量子蒙特卡罗技术，我们观察到一个有限的本地的N杂质的时刻，和两个N杂质之间的长程铁磁关联。杂质束缚态对铁磁关联有很强的影响。当一对杂质之间的铁磁关联映射到各向同性海森堡模型的两个自旋12粒子，有效的交换常数J12被发现随温度的升高而增加。在其他稀磁半导体中也得到了类似的J12的温度依赖性，例如掺杂Mn的锌掺杂ZnO。J_（12）的温度依赖性表明，至少在低杂质自旋的极限下，全哈密顿量到自旋哈密顿量的映射不能完全描述稀磁半导体的磁关联.
2008-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Origin Of Room Temperature Ferromagnetism in a Double Perovskite Sr$_2$FeReO$_6$: a first principle and model Hamiltonian study
在双钙钛矿（A $_2$ BB $'$ O $_6$）中令人困惑的室温铁磁性观察，尽管具有被非磁性B $'$ -离子稀释的B-离子的磁晶格，已经对Sr $_2$ FeReO $_6$进行了检查。利用{ \it Ab-initio}自旋螺旋电子结构计算方法，在倒易空间中确定了进入扩展海森堡模型的交换相互作用，然后用Monte Carlo模拟经典求解，确定了铁磁转变温度T $_c$ .我们发现，必须考虑现场库仑相互作用在pH 6 Re网站（$U$），以获得T $_c$接近实验值。对$ab$ - $initio$电子结构的分析以及适当的模型哈密顿量追踪了T $_c$与$U$的增强的起源，即在这些位点引入的增强的交换分裂。这反过来又使反铁磁交换通道不稳定，从而增强T $_c$。通过与Sr $_2$ FeMoO $_6$的情况进行对比，检查在非磁性网站的占用的作用。
2022-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically tunable room-temperature ferromagnetism in CrBr$_3$
本研究基于第一性原理海森堡XXZ模型，发现通过栅极诱导的载流子掺杂可调控单层CrBr₃的磁有序至室温，空穴掺杂可增强铁磁性，电子掺杂可改变磁易轴，为电控二维自旋电子等器件提供新可能。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
2D Ferromagnetism in the High-Tc Analogue Cs_2AgF_4
虽然层状铜氧化物高温超导的确切机制仍然未知，但人们普遍认为，强的2D海森堡反铁磁性结合破坏性空穴掺杂是这种现象的一个重要方面。对其他层状3d过渡金属系统的深入研究极大地扩展了我们对强关联电子态的理解，但迄今为止未能显示出强的2D反铁磁性或高Tc超导性。由于这个原因，大部分未被探索的4d^9 Ag^II氟化物，其结构和磁性可能与3d^9 Cu^II铜酸盐相似，值得仔细研究。在这里，我们提出了一个全面的研究层状Ag^II氟化物Cs_2AgF_4的磁性，使用磁电阻，中子衍射和非弹性中子散射技术。我们发现，这种材料被很好地描述为一个2D海森堡铁磁体，形成鲜明对比的高Tc的铜酸盐。交换常数J是已知的这类物质中最大的。我们认为，轨道有序可能是我们在这种材料中观察到的铁磁性的起源。
2005-09-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monte Carlo Study of Doping Change and Disorder Effect on Double Exchange Ferromagnetism
研究了三维双交换模型中有无淬火无序的相图和临界性质。利用Monte Carlo方法和对有限尺寸效应的系统分析，估算了居里温度和临界指数随掺杂浓度和随机势强度的变化关系。居里温度与电子在基态的动能成比例，正如动力学驱动的铁磁性所预期的那样。这个跃迁的普适性类由短程海森堡不动点描述。计算结果与锰氧化物巨磁电阻的实验结果进行了比较。
2003-05-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Giant Biquadratic Exchange in 2D Magnets and its Role in Stabilizing Ferromagnetism of NiCl2 Monolayer
二维（2D）范德华（vdW）磁体提供了一个理想的平台，探索，在基本方面，新的微观机制和开发，在技术方面，超紧凑的自旋电子应用。到目前为止，通常采用双线性自旋哈密顿量来研究二维磁体的磁性，忽略了高阶磁相互作用。然而，在这里，我们提供了定量的证据巨双二次交换相互作用在单层NiX2（X=Cl，Br和I），通过结合第一性原理计算和新开发的机器学习方法构建哈密顿量。有趣的是，我们发现，铁磁基态内的NiCl 2单层不能通过双线性海森堡哈密顿量解释，而是，最近邻的双二次相互作用被发现是至关重要的。此外，利用三轨道哈伯德模型，我们提出了巨大的双二次交换相互作用起源于相邻的磁性离子的未占轨道和占轨道之间的大跳跃。在一个一般的框架，我们的工作表明，双二次交换相互作用是重要的，在2D磁铁与边共享八面体。
2021-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic interactions in iron superconductors studied with a five-orbital model within the Hartree-Fock and Heisenberg approximations
我们分析了在哈特里-福克和海森堡近似下处理的铁超导体五轨道模型的磁相互作用。我们发现交换常数与Fe-As-Fe夹角、电荷和轨道填充密切相关。在定域图中，对于中间Hund耦合J_H，存在柱状有序.在较小的J_H，一个不寻常的轨道重组稳定棋盘秩序。铁磁性出现在大J_H处。铁磁相关性的增强与电子掺杂，而大孔掺杂稳定棋盘式反铁磁性，解释的变化后，由Co或Mn取代Fe的磁相互作用。对于中等和大的U值，Hartree-Fock显示了类似的结果，强耦合，虽然用双条纹相代替铁磁性。流动增强了柱状有序的稳定性。这两种方法的比较揭示了强耦合物理是决定性的相图的金属区域。
2012-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of correlation-driven topological transport and robust ferromagnetism in 2D CrS$_2$
Institute of Physics（物理研究所）；S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Montanuniversität Leoben（莱奥本矿业大学）；University of Rijeka（里耶卡大学）
研究二维CrS₂中关联驱动的拓扑输运和稳健铁磁性。通过无催化剂化学气相沉积生长，结合输运测量、第一性原理计算和磁性测量等方法，揭示其电子特性和磁交换作用，确立1T-CrS₂为关联3d层状铁磁体，电子关联与自旋轨道耦合协同驱动拓扑输运。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical Exponents for the Ferromagnetism in Colossal Magnetoresistance Manganites
从理论上研究了锰氧化物巨磁电阻中铁磁转变的临界现象。关于这一转变的临界指数，实验结果之间仍存在争议。为了通过与理论预测的比较来阐明锰氧化物的本征物理性质，我们利用无偏数值结果的有限尺寸标度分析研究了双交换模型的临界现象.结果表明，三维双交换模型的铁磁相变临界指数与Heisenberg模型的铁磁相变临界指数一致，但与平均场模型的铁磁相变临界指数不同.
2001-07-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Mott Insulators in the Strong Spin-Orbit Coupling Limit: From Heisenberg to a Quantum Compass and Kitaev Models
研究了具有部分填充$t_{2g}$能级和强自旋轨道耦合的Mott-Hubbard系统中的磁相互作用。后者纠缠的自旋和轨道空间，并导致各种各样的低能量的哈密尔顿，从海森伯外推到量子罗盘模型依赖于晶格几何。这就为在这种莫特绝缘体中“设计”出一个与量子计算相关的、由基塔耶夫提出的可精确求解的自旋模型让路了。最后，我们解释了Sr $_2$ IrO $_4$中具有异常大铁磁矩的“弱”铁磁性。
2008-12-04 cond-mat.str-el
Charge-density-wave phase, mottness and ferromagnetism in monolayer $1T$-NbSe$_2$
最近研究的单层NbSe $_2$的$1T$ -多晶型揭示了绝缘行为，表明具有与莫特绝缘体相关的$\sqrt{13}\,\times\sqrt{13}$周期性的大卫星相，使人想起$1T$ -TaS $_2$。在这项工作中，我们研究这种新颖的二维材料的第一原理。我们发现一个不稳定的形成一个无公度的电荷密度波（CDW），并建立大卫之星阶段作为最稳定的公度CDW。在大卫之星阶段的MOTTNESS确认和研究在不同层次的理论：自旋极化广义梯度近似（GGA）和它的扩展涉及现场库仑排斥（GGA+ $U$），以及动力学平均场论（DMFT）。最后，我们估计在这种材料中的海森堡交换耦合，并发现一个弱的最近邻铁磁耦合，在与大多数莫特绝缘体。我们指出，这个大卫之星阶段和平带铁磁性模型之间的密切相似之处。
2018-03-28 cond-mat.str-el
Emergent Anti-ferromagnetism in a Y -Shaped Kekulé Graphene
利用平均场论和量子决定论蒙特卡罗模拟研究了石墨烯中Y型凯库勒畸变产生的双折射狄拉克费米子的反铁磁跃迁.我们证明了量子临界点可以通过键调制强度连续调节，并且量子临界性的普适性保持在Gross-Neveu-Heisenberg类中。临界相互作用与双折射狄拉克锥的两个速度的几何平均值成比例，并且在均匀极限和完全耗尽极限之间单调减小。由于AF临界相互作用可以调整到非常小的值，反铁磁性可能会自动出现，从而实现石墨烯中长期寻求的磁性。这些结果丰富了我们对Dirac-费米子系统中半金属-AF跃迁的理解，并为实现石墨烯的磁性开辟了一条新的途径。
2022-09-13 cond-mat.str-el
Why RKKY exchange integrals are inappropriate to describe ferromagnetism in diluted magnetic semiconductors
以阻尼Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用和代表超交换效应的短程项作为磁性杂质间交换的模型，计算了稀磁材料的居里温度，研究了稀磁材料的铁磁性稳定性.为了适当地包括自旋和热涨落以及几何无序的影响，我们解决了有效的海森堡哈密顿量的装置最近开发的半解析方法。这种方法，“自洽局部随机相位近似（SC-L RPA）”，解释。我们表明，以前的平均场处理，这已被广泛应用于文献中，在很大程度上高估了居里温度和铁磁性的稳定性作为载流子密度的函数。与目前的方法相比，这种简单的平均场论大大低估了RKKY振荡中的阻挫效应。我们认为，经常使用的弱无序的RKKY交换模型铁磁性在稀释的III-V系统是不一致的观察铁磁性在一个广泛的区域的巡回载流子密度。这可能是令人困惑的，当比较明显的成功的计算的基础上的耦合的{ \it从头计算}估计，我们提出了一个解决方案，这个问题采取RKKY的共振态之间的相互作用接近费米能级。
2005-12-21 cond-mat.str-el
Magnetic critical behavior of the van der Waals Fe5GeTe2 crystal with near room temperature ferromagnetism
范德华铁磁体Fe 5GeTe 2具有约270 K的居里温度TC，其可以通过调节Fe缺陷含量而升高到室温以上。为了深入了解其铁磁交换，我们通过测量大块Fe 5GeTe 2晶体中铁磁到顺磁相变周围的磁化强度来研究其临界行为。通过采用各种技术包括修改的Arrott图、Kouvel-Fisher图和临界等温线分析来分析磁化强度，获得了一组可靠的临界指数，其中TC = 273.7 K，β = 0.3457，γ = 1.40617，和δ = 5.021，这表明存在一个三维磁交换，其距离衰减为J（r）~（r）$^-4.916，这与具有长程磁耦合的三维海森堡模型的结果接近.
2020-03-15 cond-mat.str-el
Complex exchange mechanism driven ferromagnetism in half-metallic Heusler Co$_{2}$TiGe: Evidence from critical behavior
研究了半金属全Heusler Co $_2$ TiGe中与磁相变有关的临界现象。该化合物在居里温度$T_{C}$ =371.5 K时发生连续的铁磁-顺磁相变。在$T_{c}$附近的磁化等温线的分析，按照改进的Arrott图方法，Kouvel-Fisher技术，和临界等温线图，产生渐近临界指数$β$ =0.495，$γ$ =1.324，和$δ$ =3.67。用Widom标度关系和标度状态方程进一步验证了所得指数的自洽性和可靠性。临界指数$β$的类平均场值表明交换相互作用的长程性质，而临界指数$γ$和$δ$的值则意味着相当大的临界自旋涨落。Co $_{2}$ TiGe在磁不均匀性存在下的半金属巡游特性可能导致临界指数从三维海森堡值（$β$ =0.369，$γ$ =1.38和$δ$ =4.8）向平均场值（$β$ =0.5，$γ$ =1和$δ$ =3）的强烈偏离。结果表明，交换耦合的复杂性质，稳定的长程铁磁有序系统中，并与早期的理论研究的交换机制在Co $_2$ TiGe。
2019-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism in multi-band Kondo lattice model
在所谓的Kondo晶格模型（KLM）中研究了周期晶格上巡游电子与局域化磁矩之间的铁磁自旋交换相互作用，并考虑了跳跃积分为矩阵的多带情形.修改后的RKKY理论，其中一个可以映射到一个有效的类海森堡系统的模型，扩展到一个简单的立方晶格上的有限带宽和杂交的多带情况。作为输入的有效交换积分的评价，需要多频带的电子自能量，这是从早期提出的分析。使用上述程序，我们确定系统的磁性质，如居里温度，同时计算化学势和磁化强度在一个自洽的计划为各种值的系统参数。结果进行了详细讨论，该模型的动机，以研究实际材料，如GdN的电子，运输和磁性。
2008-08-06 cond-mat.str-el
Magnetic properties of GaMnAS from an effective Heisenberg Hamiltonian
我们引入一个海森堡哈密顿量来描述GaMnAs的磁性。电子自由度被整合出来，导致Mn自旋之间的成对相互作用。这样就有可能在大系统中进行蒙特卡罗模拟，从而获得稀磁半导体居里温度的可靠值。平均场和Monte Carlo居里温度的比较表明，波动效应是重要的系统具有大的空穴密度和/或增加本地化的载流子-Mn耦合。我们还比较了用一个实际的${\bf k} \cdot {\bf p}$模型和一个简化的抛物双带模型所得到的结果。在两带模型中，球形费米面的存在在Mn自旋之间的耦合中产生了预期的符号振荡，放大了波动的影响，并导致铁磁性的最终消失。在更现实的${\bf k} \cdot {\bf p}$模型中，费米面的翘曲减少了有效耦合中的符号振荡，因此，波动对临界温度的影响被大大降低。最后，通过研究该模型在零温下的集体磁激发，分析了全极化铁磁基态的稳定性。
2003-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional ferromagnetism with long-range interactions in the layered magnetic topological insulator MnBi2Te4
MnBi_2Te_4（MBT）是一种很有前途的范德瓦尔斯层状反铁磁（AF）拓扑绝缘体，它结合了拓扑非平凡的反Bi-Te带隙和Mn离子的铁磁（FM）层。本文利用非弹性中子散射（INS）方法研究了MBT中的磁相互作用。与以前的工作一致，我们发现AF层间交换耦合和单轴磁各向异性具有相当的强度，这支持允许在施加的磁场中获得不同的磁对称性的变磁转变。二维层内FM自旋波的建模需要引入长程和竞争的海森堡FM和AF相互作用，至少达到第七个最近邻，并具有异常阻尼，特别是在布里渊区边界附近。绝缘MBT的第一性原理计算发现，层间和层内磁相互作用都是长程的。我们讨论了体$n$型电荷载流子和化学无序在MBT磁性中的潜在作用。
2021-12-02 cond-mat.str-el
Effects of the spin and magnetic moments on the interaction energy between electrons. Application to ferromagnetism
在这项工作中，我们提出了一个模型，用于确定三重态和单重态的相互作用能与不完全填充壳原子。我们的模型包括修改库仑定律之间的相互作用的电子和海森堡项的磁矩。我们发现三重态的能量低于单重态的能量。计算了面心立方和体心立方晶格中相邻原子间的相互作用能，发现三重态的相互作用能最小。计算结果表明，第一配位基团的电子之间的相互作用。在平均场模型中，使用排列自旋的相互作用能来评估居里温度。与以前的模型相比，我们的简单模型符合实验数据。
2014-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-temperature ferromagnetism and antiferromagnetism in monolayer \ce{CrTe2}: Roles of strong spin-lattice coupling and charge doping
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）
通过第一性原理计算和蒙特卡洛模拟，揭示了单层CrTe2中晶格应变与载流子密度调控的丰富磁相图，预测了新型双条纹反铁磁相，并实现了室温铁磁和反铁磁性。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric and Magnetic Properties of Higher-Spin Kondo-Heisenberg Models at Strong Coupling
本文用解析和数值方法研究了一维Kondo-Heisenberg模型的高自旋（$S \geq 1$）推广，其中Kondo晶格模型的局域自旋- $S$矩通过反铁磁Heisenberg相互作用（$J_{\text{H}}$）相互作用.强耦合（即，大近藤耦合）展开映射出在半填充处的绝缘相，其磁相关性取决于$2S$的奇偶性，以及在一般填充处占主导地位的强耦合区域的铁磁金属相。然后，我们对$S=1$进行了密度矩阵重整化群（DMRG）模拟，以仔细研究大而有限的近藤耦合下的相结构。在半填充时，近藤耦合和$J_{\text{H}}$不竞争，绝缘自旋无隙相是稳定的，而这两者的竞争导致强耦合铁磁性的逐步崩溃，通过干预二聚绝缘相与幂律自旋相关在四分之一填充。
2022-07-04 cond-mat.str-el
Manipulation of ferromagnetism with a light-driven nonlinear Edelstein-Zeeman field
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
通过共振非线性埃德尔施特林效应，在中心对称范德瓦尔半导体Cr₂Ge₂Te₆中实现非热超快光学控制铁磁性。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-Temperature ferromagnetism from site-selective filling in (Fe,Ni)$_{6-δ}$GeTe$_2$
Yale University（耶鲁大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Lab（劳伦斯伯克利国家实验室）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Southern California（南加州大学）；Boston College（波士顿学院）
本研究通过结构表征与第一性原理计算，揭示镍取代诱导的高温铁磁性源于应变稳定的Fe6GeTe2纳米析出物，为原子工程提供机理基础。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-dimensional ferromagnetism and magnetotransport in van der Waals Mn-intercalated tantalum disufide
范德华（vdW）铁磁体是一类重要的自旋电子学材料。最近发现的原子vdW磁体CrI $_3$和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$引发了二维（2D）磁性领域的复兴。本文系统地研究了2 H-Mn $_{0.28}$ TaS $_2$单晶，它是一种二维vdW铁磁体，$T_c$ $\sim$为82.3 K，具有较大的面内磁各向异性。测量Mn $K$ -边缘X射线吸收光谱以提供关于其电子状态和局部原子环境的信息。在$T_c$附近测量的详细的磁性等温线表明，2 H-Mn $_{0.28}$ TaS $_2$内的自旋耦合是三维（3D）海森堡型耦合与自旋之间的吸引长程相互作用，衰减为$J(r)\approx r^{-4.85}$。电阻率$ρ(T)$和热电势$S(T)$都在$T_c$附近表现出异常，证实了空穴型输运载流子与局部矩的强烈相互作用。一个不寻常的角度相关的磁阻进一步观察，这表明一个可能的场诱导的新的磁结构。
2021-10-21 cond-mat.str-el
Orbitally-resolved ferromagnetism of monolayer CrI$_3$
少层CrI $_3$是二维铁磁体中最著名的例子，近年来引起了人们越来越多的兴趣。尽管从理论和实验两方面对二维磁体的性质进行了相当大的努力和进展，但卤化铬中面内磁有序形成背后的机制仍然存在争议。在这里，我们提出了一个微观的轨道分辨描述单层碘化铬$_3$的铁磁性。从第一性原理计算出发，我们构造了一个各向同性海森堡交换相互作用的低能模型。我们发现，有两个竞争的贡献，在CrI $_3$的长程磁有序：（i）反铁磁安德森的超交换之间的半填充$t_{2g}$轨道的Cr原子;和（ii）铁磁交换由Kugel-Khomskii机制，涉及半填充$t_{2g}$和空$e_g$轨道之间的过渡。通过数值计算，我们估计了动量空间中的交换相互作用，这使我们能够恢复自旋波谱，以及估计居里温度。与最近邻有效模型相反，我们的计算表明在5- 7 meV的自旋波谱中存在尖锐的共振，这取决于垂直偏置电压。我们对单层CrI $_3$的居里温度的估算结果为55- 65 K，与实验数据符合得很好。
2019-12-26 cond-mat.str-el
Ferromagnetism and Temperature-Driven Reorientation Transition in Thin Itinerant-Electron Films
温度驱动的重取向转变，到目前为止，已经研究了使用海森堡型模型，在巡回电子模型。我们考虑了面心立方（100）薄膜的哈伯德模型，同时考虑了偶极相互作用和与层相关的各向异性场。该模型的各向同性的一部分被视为通过使用的频谱密度的方法的膜的几何形状的泛化。研究了薄膜的磁性与温度和薄膜厚度的关系，并借助自旋和层相关的准粒子态密度进行了详细分析。通过计算二阶各向异性常数的温度依赖性，我们发现，这两种类型的重取向转变，从面外到面内（"Fe型“）和从面内到面外（" Ni型”）磁化在我们的模型中是可能的。在后一种情况下，包含正体积各向异性是至关重要的。介导的表面磁化强度相对于内层作为温度的函数的强烈减少，并被发现显着地依赖于总带占用的重取向过渡。
1998-04-28 cond-mat.str-el
Ferromagnetism induced in anisotropic stacked kagome-lattice antiferromagnet Cs$_2$Cu$_3$CeF$_{12}$
通过磁化强度和比热测量研究了Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$的磁性. Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$由Cu $^{2+}$的屈曲kagome晶格构成，其沿着b轴堆叠。屈曲kagome晶格中的交换网络是强各向异性的。因此，Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$可以分为两个子系统：具有强反铁磁交换相互作用的交替海森堡链和悬挂自旋。悬挂自旋通过有效的交换相互作用相互耦合，这是由链自旋介导的。悬挂自旋进一步分为两个子系统，DS1和DS2。DS1中的悬挂自旋在3.14 K下经历三维铁磁有序，而DS2中的悬挂自旋在0.35 K下保持顺磁性。DS1自旋之间的有效相互作用近似地由铁磁$XXZ$模型表示，其中$z$方向平行于晶体学c轴。得到了$H {\parallel} c$的磁相图，并在分子场近似下进行了分析。随着磁场的增加，悬挂自旋被极化，磁化曲线在饱和磁化强度的三分之一处呈现出宽的平台。
2012-03-20 cond-mat.str-el
Exciton and light induced ferromagnetism from doping a moiré Mott insulator
本研究将激子掺杂入TMD层三角形莫尔超晶格的莫特绝缘体，通过DMRG计算发现不同激子跃迁符号下自旋矩形成不同磁序，光泵浦可诱导反铁磁-铁磁转变，为通过中性激子调控磁性提供了新途径。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Frustrated Ferromagnetism of Honeycomb Cobaltates: Incommensurate Spirals, Quantum Disordered Phases, and Out-of-Plane Ising Order
最近对钴基$d^7$蜂窝材料BaCo $_2$（AsO $_4$）$_2$和BaCo $_2$（PO $_4$）$_2$的实验重新引起了人们对XXZ模型的兴趣，该模型具有超越最近邻交换的竞争相互作用。虽然占主导地位的反铁磁交换的情况下已被广泛研究，实际材料表现出铁磁最近邻交换。在这里，我们表明，这种占主导地位的最近邻耦合的符号变化有实质性的后果的相图。特别地，感兴趣的量子无序相的性质从元格价键晶体改变为长程纠缠自旋液相。通过互补的数值模拟，基于精确对角化和伪费米子泛函重整化群，我们证明了在各向同性海森堡极限的铁磁相图的中心形成一个无隙的自旋液体状态，这使得在包含XXZ各向异性的平面外伊辛磁序。围绕这个量子无序区域的磁有序相对主导相互作用的符号变化不太敏感，并且可以从它们的经典类似物中理解。我们简要地评论我们的研究结果的相关性钴基$d^7$蜂窝材料。
2022-12-28 cond-mat.str-el
2D ferromagnetism at finite temperatures under quantum scrutiny
近年来，二维（2D）磁性材料出现了巨大的增长，其中一些已通过实验验证。然而，到目前为止，大多数理论预测都依赖于从头算方法，在零温度和无涨落的情况下，而人们肯定会在有限温度下预期有害的量子涨落。在这里，我们提出了蜂窝/六边形晶格的量子海森堡模型的解决方案，具有各向异性交换相互作用，直到第三个最近的邻居，并在任意方向上的施加场，回答了长程磁化是否确实可以在材料的磁极限中生存的问题，达到什么温度，以及特征激发（磁振子）频率是什么，所有这些都是磁性2D材料的设想应用所必需的。我们发现，长程磁序持续在有限温度下的材料与整体易轴各向异性。我们验证单层CrI 3，CrBr 3和MnSe 2的例子的计算。此外，我们提供了一个易于使用的工具来计算新的二维计算材料的居里温度。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic phases of one-dimensional lattices with 2 to 4 fermions per site
我们研究了每个格点填充2到4个费米子（自旋为1/2）的一维晶格的光谱和磁性。我们使用一个广义的哈伯德模型，考虑到所有的相互作用的晶格网站，并解决了多粒子问题的精确对角化。我们发现一个有趣的磁相图，其中包括铁磁性，自旋一海森堡反铁磁性，和轨道反铁磁性。
2008-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comparison between ab-initio and phenomenological modeling of the exchange couplings in diluted magnetic semiconductors: the case of $Zn_{1-x}Cr_{x}Te$
利用最近发展起来的半解析方法（自洽局部RPA或SC-LRPA），我们研究了磁性杂质之间的交换耦合为RKKY形式的稀磁系统中铁磁相的稳定性。这些计算相对于在稀释的铁磁材料中观察到的铁磁性的相关性提供了一个简短的讨论。然后，在一个两步的方法，我们研究的铁磁性$Zn_{1-x}Cr_{x}Te$。在我们研究的第一步中，我们计算了LDA内锰杂质之间的磁耦合。在第二步中，我们使用SC-LRPA对角化所得到的有效海森堡哈密顿量。我们还比较，当可用时，我们的计算与蒙特卡罗模拟和实验测量。
2006-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Phase diagram and magnetic collective excitations of the Hubbard model in graphene sheets and layers
我们讨论了蜂窝晶格的哈伯德模型在二维和三维空间中的磁相。根据相互作用强度U和电子密度n得到了一个基态相图。我们发现一个一阶相变之间的铁磁区域的自旋最大极化（长冈铁磁性）和较小的磁化强度（弱铁磁性）的地区。当考虑到螺旋态的可能性时，我们发现最低临界U是在有序动量不为零的情况下得到的。讨论了掺杂对有序动量的影响。在反铁磁绝缘相的磁激发（自旋波）的自旋磁化率的随机相位近似计算。我们还计算了自旋波的虚发射/π介子对平均场磁化强度的自旋涨落修正。在大的$U$极限下，重整化磁化强度与海森堡反铁磁体的Holstein-Primakoff理论定性一致，尽管后一种方法产生更大的重整化。
2004-08-24 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic to ferromagnetic phase transition as a transition to partial ordered spins. Application to $La_{1-x}Ca_xMnO_3$ in the doping range $x\geq 0.50$
本文研究体心立方晶格上双子晶格 Heisenberg 模型，发现当 $J^A>J^B$ 时系统经历顺磁-铁磁及铁磁-反铁磁的部分有序相变，并成功应用于 $La_{1-x}Ca_xMnO_3$（$x\geq 0.50$），重现实验磁化曲线。
2024-09-19 cond-mat.str-el
Strain-induced phase diagram of the $S = \frac32$ Kitaev material $\rm{CrSiTe_3}$
各向异性磁项之间的相互作用，如键依赖Kitaev相互作用和单离子各向异性，在稳定二维化合物$\rm{CrSiTe_3}$的有限温度铁磁性中起着关键作用。虽然海森堡相互作用在这种材料中占主导地位，但最近的工作表明，它对压缩应变相当敏感，导致各种相，可能包括广受欢迎的Kitaev量子自旋液体[C. Xu，\textit{et. al.}，Phys. Rev. Lett. \textbf{124}，087205（2020）]。为了进一步理解这些态，我们利用密度矩阵重整化群方法建立了一个相关的键向自旋$3/2$模型的量子相图。随着海森堡耦合从铁磁到反铁磁的变化，三个磁有序相，即，连续出现铁磁相、$120^\circ$相和反铁磁相。所有的相位分离的一阶相变，揭示了在基态能量和跳跃的磁序参数的扭结。然而，没有发现量子自旋液体态的确切证据，并简要讨论了可能的原因。
2021-07-07 cond-mat.str-el
Chiral and flat-band magnetic cluster excitations in a ferromagnetic kagome metal
研究TbMn6Sn6铁磁kagome金属，发现其Mn kagome层内未观察到明确定义的集体磁振子模式，而是局域于六边形晶格的过阻尼手性和平带自旋关联。
2023-02-06 cond-mat.str-el
Interplay between Kitaev interaction and single ion anisotropy in ferromagnetic CrI$_3$ and CrGeTe$_3$ monolayers
磁各向异性对于二维（2D）磁性的稳定性至关重要，这在自然界中是罕见的，但在自旋电子学和推进基础知识中是非常需要的。最近对CrI $_3$和CrGeTe $_3$单层膜的研究不仅观测到了长期以来一直在寻找的二维铁磁性，而且还揭示了这两个系统中不同的磁各向异性，即CrI $_3$的伊辛行为与CrGeTe $_3$的海森堡行为。这种磁性差异与这两种材料的结构和电子相似性形成强烈对比，在微观尺度上理解它应该有很大的好处。在这里，第一性原理计算和分析，以开发一个简单的哈密顿量，调查的CrI $_3$和CrGeTe $_3$单层的磁各向异性。在这两个系统中的各向异性交换耦合是令人惊讶地确定Kitaev型。此外，Kitaev相互作用和单离子各向异性（SIA）之间的相互作用被发现自然地解释了不同的磁性行为的CrI $_3$和CrGeTe $_3$。最后，Kitaev相互作用和SIA被进一步发现是由重配体（I的CrI $_3$或Te的CrGeTe $_3$），而不是通常认为的3d磁性Cr离子的自旋轨道耦合引起的。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Bose-Metal phase in a spin-1/2 model with ring exchange on a two-leg triangular strip
最近对三角形晶格有机莫特绝缘体的实验发现了接近金属-绝缘体转变的二维自旋液体的证据。Gutzwiller波函数研究了三角格子海森堡模型与适当的四自旋环交换发现，投影自旋费米海状态有一个低的变分能量。这个波函数，连同一个从属粒子规范理论，表明这种自旋液体具有自旋相关性，沿着动量空间中的表面（“玻色表面”）是奇异的。这种状态的特征，我们称之为“自旋玻色金属”（SBM），预计将在准一维梯形系统中表现出来：离散的横向动量穿过二维玻色表面，导致一维无隙模式的独特模式。在这里，我们寻找一个准一维后代的三角晶格SBM状态探索海森堡加环模型的两条腿条（锯齿形链）。使用DMRG，变分波函数和玻色化分析，我们绘制出完整的相图。在没有环交换的情况下，该模型等价于J_1 - J_2海森堡链，并且我们发现了预期的Bethe-chain相和二聚化相。值得注意的是，适度的环交换揭示了一个新的无隙相超过了相图的一大片。自旋和二聚体的相关性具有特定的奇异波矢，并允许我们确定这一阶段的准一维后裔SBM状态的希望。我们推导出一个低能量的理论，并找到三个无隙模式和一个Luttinger参数控制所有的幂律。潜在的不稳定性的曲折SBM引起其他有趣的阶段，如周期-3 VBS或周期-4手征顺序，我们发现在DMRG，我们还发现了一个有趣的SBM状态与部分铁磁性。
2009-02-24 cond-mat.str-el
Designer Magnetism in High Entropy Oxides
无序可以对相关和量子材料产生主导性影响，导致没有明确限制对应物的新行为。在磁性系统中，自旋和交换无序可以提供量子临界性，挫折和自旋动力学的访问，但这些响应的广泛可调性和对强极限无序的更深入理解是缺乏的。在这项工作中，我们证明了高熵氧化物提出了一种未探索的途径来设计量子材料，其中在位置有序的晶格上存在强烈的局部组成无序，可以用来产生高度可调的新兴磁行为-从宏观有序状态到挫折驱动的动态自旋相互作用。单晶La（Cr0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2）O3薄膜被用作一个结构均匀的模型系统，该系统具有大量的微观状态无序的形式，即位置到位置的自旋和交换型不均匀性。一个经典的海森堡模型被发现是足以描述如何组成无序系统可以矛盾主机远程磁均匀性，并表明，平衡的基础上，他们的离散量子参数的填充元素可以用来连续控制有序类型和临界温度。理论指导的实验表明，复合交换值来自微观相互作用的复杂组合，可以用来设计所需的组成参数所需的响应。这些预测的材料合成，并发现拥有一个初始的量子临界点时，磁排序类型的设计是在直接竞争，这导致高度可控的交换偏置灵敏度的单片单晶膜以前只能在有意设计的双层异质结。
2021-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Stacking of Ferromagnetic Layers and Doping Controlled Phase Competition in Ca$_{1-x}$Sr$_{x}$Co$_{2-y}$As$_{2}$
在寻找CaCo $_{2-y}$ As $_{2}$的二维（$2$ D）铁磁性和SrCo $_{2}$ As $_{2}$的条纹型反铁磁性之间的量子相变时，我们反而找到了磁性正方形Co层之间$1$ D磁阻挫的证据.我们目前的中子衍射数据的钙$_{1-x}$锶$_{x}$钴$_{2-y}$作为$_{2}$，揭示了一系列的$x$依赖的磁性转变，涉及不同的堆叠的$2$ D铁磁排列层具有不同的磁各向异性。我们解释了$x$依赖的磁序的变化，利用经典的分析计算的$1$ D海森堡模型，其中单离子磁各向异性和挫折的反铁磁最近和下一个最近的层交换是所有的组成依赖。
2019-07-15 cond-mat.str-el
Controlling Ferromagnetic Ground States and Solitons in Thin Films and Nanowires built from Iron Phthalocyanine Chains
酞菁铁（FePc）是一种分子半导体，其结构单元是一维铁磁链。我们表明，它的光学和磁性的生长策略，获得超过1 T的极高的折射率和调制之间的交换常数15和29 K，通过调整晶体相切换从有机分子束沉积，生产连续的薄膜的纳米晶体与控制的取向，有机气相沉积，生产超长纳米线。磁化测量分析使用一套概念和简单的公式具有广泛的适用性，所有一维铁磁链。他们表明，FePc是最好的描述海森堡模型与偏好的时刻位于分子平面，其中链哈密顿量是非常相似的经典无机磁铁CsNiF 3，但铁磁，而不是反铁磁链间相互作用。孤立子图像很好地描述了大磁场中的数据，其中主导（且拓扑非平凡）自由度是移动的一维磁畴壁，这对于CsNiF 3是成功的，而在低温和低温下，则通过超居里-外斯定律1/（T^2+theta^2）描述了近一维xy和海森堡铁磁体的特征。控制FePc系统的分子取向和铁磁性的能力，并将它们作为薄膜或纳米线在柔性衬底上产生，连同先前报道的铜和钴类似物的纳米线的优异晶体管特性，使它们潜在地可用于磁光和自旋电子器件。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-singlet dimer phase in a frustrated square lattice under a magnetic field
Instituto de Física - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul（南马托格罗索联邦大学物理研究所）；Departamento de Física - Universidade Federal de Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学物理系）
研究通过磁场诱导相稳定化，在各向异性平方晶格中揭示自旋单态二聚相与半磁化平台的形成机制。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tunable magnetism in bilayer transition metal dichalcogenides
该研究通过密度泛函理论计算发现，扭转和层间距变化可调控双层1T-VX₂的磁态，扭转结构的相变临界压力更低，为构建可调二维磁体提供了简便方法。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Anisotropy in Spin-3/2 with Heavy Ligand in Honeycomb Mott Insulators: Application to CrI$_3$
二维CrI $_3$中的铁磁性引起了人们的极大兴趣，最近有人提出碘中的自旋轨道耦合（SOC）可能产生键依赖的自旋相互作用，从而导致磁各向异性。本文利用强耦合微扰理论导出了蜂窝状莫特绝缘体中重配体包围的过渡金属上S=3/2的微观自旋模型。对于理想的八面体，我们发现海森堡和Kitaev相互作用，有利于通过量子涨落沿立方轴的磁矩。当八面体的轻微三角畸变与SOC一起存在时，出现三种额外的相互作用，包括非对角对称的$Γ$和$Γ^\prime$以及单离子各向异性。由此产生的磁各向异性钉的时刻垂直于蜂窝状平面观察到的单层的CrI $_3$，表明SOC和三角失真的意义，在理解磁性的二维莫特绝缘体。与自旋-轨道耦合$J_{\rm eff}$ = 1/2和S=1模型的比较也被提出。
2021-03-16 cond-mat.str-el
Fundamental Spin Interactions Underlying the Magnetic Anisotropy in the Kitaev Ferromagnet CrI$_3$
通过对高质量CrI $_3$单晶的角度相关铁磁共振（FMR）实验和基于对称性的理论建模，为确定二维（2D）铁磁体中的微观自旋相互作用奠定了基础.我们发现，Kitaev相互作用是最强的，在这种材料与$K \sim -5.2$ meV，25倍大于海森堡交换$J \sim -0.2$ meV，并负责打开$\sim$ 5 meV的差距在狄拉克点的自旋波色散。此外，我们发现，对称的非对角各向异性$Γ\sim -67.5$ $μ$电子伏特，虽然小，是至关重要的打开一个$\sim$ 0.3毫电子伏的磁振子谱的区域中心和稳定的铁磁性在2D限制。FMR数据的高分辨率进一步揭示了$μ$ eV尺度四极对$S=3/2$磁性的贡献。我们的识别的基础交换各向异性开辟了道路，以更高的$T_\text{C}$，以及基于Kitaev物理磁阻量子自旋液体的二维铁磁体。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of Ferromagnetic Clusters and Griffiths Singularity in Magnetic Weyl Semimetal Co$ _{3} $Sn$ _{2} $S$ _{2} $
具有组成式Co $ _{3} $ A $ _{2} $ S $ _{2} $（A = Sn和In）的钴基硫化物被赋予受抑的可果美晶格结构和由拓扑能带结构确定的大量新颖现象。本文详细研究了铁磁化合物Co $ _{3} $ Sn $ _{2} $ S $ _{2} $单晶在沿c轴$(H\parallel c)$和ab面$(H\parallel ab)$施加磁场$H$作用下的各向异性磁性。在场冷和零场冷的磁化强度和记忆效应测量方案中揭示了低温团簇玻璃磁行为。在顺磁区域中的临界温度$T _{\text{C}} $以上的逆磁化率中观察到的急剧下降和非线性证实了在Co $ _{3} $ Sn $ _{2} $ S $ _{2} $中的$ T _{\text{C}} $以上的短程铁磁簇的存在。在顺磁状态下偏离线性居里-外斯行为表示材料中的强格里菲斯奇异性。$ T _{\text{C}} $上的慢自旋动力学行为和零自发磁化强度证明了铁磁团簇的Griffiths相。磁化强度的Arrott曲线显示出低场下的凸型曲率和高场区的线性正行为，证实了Co $ _{3} $ Sn $ _{2} $ S $ _{2} $的二级磁相变. Takahashi自旋涨落理论分析为Co $ _{3} $ Sn $ _{2} $ S $ _{2} $的巡游铁磁性提供了充分的证据。大的磁晶各向异性伴随着高的各向异性场表明强自旋…
2022-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Superconducting-like and magnetic transitions in oxygen-implanted diamond-like and amorphous carbon films, and in highly oriented pyrolytic graphite
在我们以前发表的工作中，我们已经报道了巨大的磁电阻，Andreev振荡，铁磁性和颗粒超导性在氧注入碳纤维，石墨箔，和高度定向热解石墨。在后续的研究中，将对这些注氧石墨样品进行更多的研究。我们展示了氧注入类金刚石碳薄膜，无定形碳膜，和高度取向的热解石墨的传输测量结果。值得注意的是，一个三个数量级的下降，在50 K的温度下，我们以前报道的过渡到超导状态的氧注入类金刚石碳膜的电阻观察。在50 K以下，薄膜电阻在高阻态和低阻态之间振荡，当样品处于横向磁场下时，振荡较小。绝缘态和类超导态之间的亚稳态可能反映了超导序参量（也称为纵向希格斯模）的振幅演化。对于非晶碳膜，也观察到向低阻态和亚稳态的转变。最后，高度取向的热解石墨样品电阻具有热激活项，该热激活项可以基于应用于窄SC通道的LAMH模型来理解，在窄SC通道中，热波动可以引起相位滑移。我们还发现，在氧注入碳材料中，电子电荷和自旋相关不竞争，它们的相互作用，而促进了高温超导性的出现，因此，观察到额外的意想不到的效果，如海森堡自旋波和磁结构转变。
2021-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
