Crystal growth engineering and origin of the weak ferromagnetism in antiferromagnetic matrix of orthochromates from $t$-$e$ orbital hybridization
本文报道了准铁电原铬酸盐磁性的实验和理论研究。成功地生长了RECrO $_3$（RE = Y、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu）化合物家族的大单晶。中子劳厄研究表明，所获得的单晶质量良好。外加磁场和温度相关的磁化强度测量揭示了它们的内禀磁性，特别是反铁磁（AFM）转变温度。采用Perdew-Burke-Ernzerhof泛函加Hubbard $U$方法进行了电子结构的密度泛函理论研究。对晶体信息和磁性进行了系统的理论优化。当RE $^{3+}$阳离子从Y $^{3+}$和Eu $^{3+}$变化到Lu $^{3+}$离子时，计算的$t$ - $e$轨道杂化度和Néel温度的行为与实验确定的AFM转变温度相似，具有阳离子半径的变化。我们发现$t$ - $e$杂化是各向异性的，导致了Cr $^{3+}$亚晶格的磁各向异性.这用最近邻$J_1$ - $J_2$模型进行了评价。我们的研究提供了$t$ - $e$杂化过程中的电子结构的图片，而改变RE离子和揭示的性质的弱铁磁性共存占主导地位的反铁磁性。大尺寸RECrO $_3$单晶的出现为正铬酸盐的进一步研究奠定了基础。
2022-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Band model for the understanding of ferromagnetism in semiconductors and insulators
为了研究铁磁半导体和绝缘体，例如著名的EuO、EuS或CrBr $_3$，我们提出了一种杂化近藤晶格模型，其中，除了传导电子之外，局域磁矩（例如，$4f$ -电子）被建模为强关联能带系统。准空导带由于杂化项而被弱填充。这激活了传导和局部电子之间的原子内交换耦合。随温度变化的相图和准粒子态密度的各种耦合和杂交强度。此外，还讨论了局域电子$E_f$的单粒子能量对量子效率的影响.在这项工作的最后给出了与平均场计算的比较。
2015-01-05 cond-mat.str-el
Interfacial-hybridization-modified Ir Ferromagnetism and Electronic Structure in LaMnO$_3$/SrIrO$_3$ Superlattices
化学合成的3 $d$ /5 $d$超晶格（SL）通过界面3 $d$ -5 $d$耦合在一种材料中涉及强电子相关和自旋轨道耦合，其机制大多未被探索。在这项工作中，我们研究了在LaMnO $_3$ /SrIrO $_3$ SL的界面耦合的机制，通过几种光谱方法。硬X射线吸收谱、磁圆二色性谱和光电子能谱表明，随着SL重复周期的变化，Ir的铁磁性和电子结构发生了系统的变化。第一性原理计算进一步揭示了界面电子结构与SL周期相关的机制和Ir矩的局域性质，证实了Ir-Mn分子轨道的形成是界面耦合效应的原因. Ir磁矩的自旋和轨道分量之比的SL周期依赖性可以归因于界面分子轨道形成过程中电子自旋的重新排列。我们的研究结果澄清了这个原型3 $d$ /5 $d$ SL系统中界面耦合的本质，这一结论将为其他强关联和自旋轨道耦合氧化物异质界面的研究提供启示.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emerging kinetic-exchange for the enhanced metallic ferromagnetism in CrGeTe$_3$ under pressure
本研究通过理论分析CrGeTe$_3$在压力下的电子结构演化，提出电子关联减弱和$d$-$p$杂化增强驱动了其从半导体到金属铁磁性的转变，揭示了金属性在动力学交换和Stoner不稳定性中的双重作用。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the use of a single site approximation to describe correlation in pure metals
纯过渡类金属的磁性进行了讨论内的单网站近似，考虑到电子相关。该金属由两个杂化带描述，其中一个杂化带包括库仑相关。我们的研究结果表明，铁磁性遵循适当的值的相关性和杂化。
2009-01-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Signature of Carrier-Induced Ferromagnetism in Ti_{1-x}Co_{x}O_{2-delta}: Exchange Interaction Between High-Spin Co 2+ and the Ti 3d Conduction Band
对金红石型Ti_{1-x} Co_{x} O_{2-delta}的薄膜样品进行X射线光电子能谱测量以揭示电子结构。Co的2 p芯能级谱表明，Co离子具有高自旋的Co 2+构型，这与Ti位上的取代相一致.高自旋态和由于导带的交换劈裂引起的位移表明Ti 3d t2 g带中的载流子与高自旋Co 2+的t2 g态之间存在强杂化。这些观察结果支持了Ti_{1-x} Co_{x} O_{2-delta}中室温铁磁性是本征的论点。
2006-01-10 cond-mat.str-el
Ferromagnetism from localized deep impurities in magnetic semiconductors
我们提出磁性半导体中的局域缺陷可以作为深杂质，并且可以用Anderson模型来描述。在这个模型中，d-轨道和p-轨道的杂化产生非RKKY间接交换机制，当局域d-电子通过导带和价带交换时。对于具有间接带隙的半导体，交换积分的非RKKY部分是反铁磁的，这抑制了铁磁性。在直接带隙的情况下，这种交换机制在一定条件下可以导致铁磁性的增强。间接交换积分比RKKY强得多，并且可以有足够长的范围。因此，出现了一类潜在的新型高温磁性半导体，其中掺杂载流子不需要介导铁磁性。这种磁性半导体的居里温度主要由局域杂质之间的相互作用决定，而不是齐纳机制。这种效应也可能导致某些具有直接带隙的磁性半导体（如GaMnAs）的居里温度异常高。
2003-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational Mote Carlo Study of Flat Band Ferromagnetism -- Application to CeRh_3 B_2
根据变分Monte Carlo结果，提出了CeRh_3B_2铁磁性的一种新机制。在一维安德森晶格中，每个4f电子与相邻Ce位点之间的配体轨道杂交，铁磁性由于几乎平坦的带而稳定，该带是传导和4f电子状态的混合物。由于4f电子态的强自旋轨道相互作用，以及近平带中大量的杂化，4f电子和传导电子的磁矩趋于相互抵消。与局部4f磁矩相比，合成的铁磁磁矩变得更小，并且铁磁基态中的费米面几乎不受4f电子的存在的影响。这些理论结果与中子散射和dHvA效应在CeRh_3B_2中的实验观察一致。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous ferromagnetism and magneto-optical Kerr effect in semiconducting double perovskite Ba2NiOsO6 and its (111) (Ba2NiOsO6)/(BaTiO3)10 superlattice
基于密度泛函理论，采用广义梯度近似（GGA）和原位库仑相互作用，对新生长的立方双钙钛矿结构Ba 2NiOsO 6及其（111）（Ba 2NiOsO 6）/（BaTiO 3）10超晶格的磁性、电子结构、磁光效应和拓扑性质进行了第一性原理研究.有趣的是，我们发现这两种结构都是罕见的铁磁（FM）半导体，估计居里温度分别为~150和70 K。计算的近邻交换耦合参数表明，铁磁性是由Ni原子和Os原子之间的奇异FM耦合驱动的，这是由于半满Nieg轨道和未占Os eg轨道之间异常强的杂化引起的FM超交换相互作用.发现Os原子上的强自旋轨道耦合（SOC）不仅打开了半导体带隙，而且在Os原子上产生了大的反平行轨道磁矩，从而使总磁化强度从4.0 uB/f. u.
2019-09-13 cond-mat.str-el
Metallic ferromagnetism without exchange splitting
在铁磁性的能带理论中，由于相反自旋电子的自洽场，多数和少数自旋带的位置会发生相对移动。在最简单的实现中，斯通纳模型，多数和少数自旋带相对于彼此刚性移动。在这里，我们考虑的模型在相反的极端，那里没有整体的能带移动。相反，在自旋极化时，其中一个带相对于另一个带变宽。铁磁性是由所得到的动能增益驱动的。这类机制的一个特征是，在自旋极化时发生从高频到低频的光学吸收中的光谱权重的转移。我们发现，这种模型产生广义紧束缚模型，包括非对角矩阵元素的库仑相互作用。对于某些参数范围内，它也被发现，可重入铁磁性发生。我们研究这些模型在零温度和有限温度下的性能，并讨论它们与实际材料的可能相关性。
1998-11-25 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
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
Conductivity, weak ferromagnetism and charge instability in $α-MnS$ single crystal
在$5 K < T < 550 K$温度范围内测量了$α- MnS $单晶的电阻率、磁化强度和电子自旋共振随温度的变化关系。在$T=5 K, 77 K, 300 K$上，在高达0.7 T的外加磁场中，发现了磁化强度和电阻率的不可逆温度行为。用简并紧束缚模型和无规相位近似对实验数据进行了解释。研究了锰离子的$t_{2g}$和$e_g$带中空穴对$α-MnS $的电导率、光吸收谱和电荷不稳定性的贡献。在$T=160 K, 250 K, 475 K$上计算了不同轨道上空穴间的在位库仑相互作用和子带间的小杂化作用引起的电荷极化率最大值。
2004-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism mediated by giant spin polarization of metallic ligand band in van der Waals magnet Fe5GeTe2
研究了铁磁范德华金属Fe 5GeTe 2的近费米能（EF）元素特定的电子态和自旋态.软X射线角分辨光电子能谱（SX-ARPES）测量提供了局域化Fe 3d带的光谱证据。我们还发现本地化的Fe 3d带和离域的Ge/Te p带之间的突出的杂交。这张照片是强烈支持直接观察到的显着的自旋极化的配位体p带附近的EF，使用X-射线磁性圆二色性（XMCD）测量。据我们所知，在文献报道的任何体系中非磁性元素的有限XMCD信号中，配体元素Te的XMCD信号强度显示出最高值。结合SX-ARPES和元素选择性XMCD测量，我们共同指出了巨大的自旋极化的离域配位体Te状态的重要作用，实现巡回远程铁磁性Fe 5GeTe 2。我们的发现为理解低维化合物中巡游铁磁性的机制提供了一个基本的元素选择性观点，也为通过界面能带工程设计异质结构中的奇异磁性态提供了思路.
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Termination-Controlled Fractionalization and Hybridization at Topological Interfaces in Organic Spin Chains
McGill University（麦吉尔大学）
研究通过控制终止 parity 实现有机自旋链中分数模式的调控，揭示终止 parity 作为设计原理用于工程和耦合分数边界模式。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Excitonic Chern insulator and kinetic ferromagnetism in MoTe$_2$/WSe$_2$ moiré bilayer
提出了AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$系统量子反常霍尔效应的新机制.在观察到层间隧穿在AB层中被抑制的基础上，我们考虑了一个通过库仑相互作用耦合的两层模型。两层的莫尔晶格发生位移，共同形成蜂窝晶格。最初，该系统是在层极化莫特绝缘体在$ν_T=1$。而在位移场作用下，两层中分别掺杂相同数量的空穴和电子，形成层间激子凝聚。通过平均场论，我们发现在一定的参数范围内$\pm$ ip激子凝聚，从而得到一个具有陈数$C=\pm 1$的陈绝缘体.由于动能而不是相互作用，谷被极化。但是，这两层中的偏振可以相同或相反，这取决于远离对称点的小扰动。因此，谷极化和谷间相干（IVC）陈绝缘体相都是可能的。后者在两层中具有相同的自旋$S_z$。
2023-02-07 cond-mat.str-el
Theory of Room Temperature Ferromagnet V(TCNE)_x (1.5 < x < 2): Role of Hidden Flat Bands
本文对过渡金属配合物V（TCNE）_x（1.5<x<2）的室温铁磁性（晶化后为铁磁性）的可能来源进行了理论研究。对于这个家族，由于样品质量的原因，到目前为止还没有明确的晶体结构，尽管V的有效化合价接近+2。提出了一种新的晶体结构的化学计量的情况下，x=2，其中每个TCNE分子的化合价是-1和电阻率显示绝缘行为，在相邻的V原子上的d-电子之间的交换相互作用已经估计的基础上与3个钒原子和一个TCNE分子的簇。结果表明，由于杂化作用，相同V原子内d轨道之间的Hund耦合以及d轨道与TCNE的LUMO（桥接V原子）之间的反铁磁耦合导致了整体铁磁性（准确地说，亚铁磁性）。这种基于局域化电子的观点得到了能带图的补充，能带图表明存在一个平带，预期会导致铁磁性，这也与局域化观点一致。偏离化学计量比的情况（x<2），仍然表现出铁磁性，但半导体输运性质，已被分析为由于安德森局域化。
2010-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in Sr2-xLaxCoO4 driven by spin-state transition
我们寻求起源的Sr 2-xLaxCoO 4中的金属-绝缘体转变，使用电子相关校正的密度泛函计算。结果表明，Sr_2CoO_4处于中间自旋（IS）态，Co ~（4+）3d-O ~（2 p）杂化是其铁磁金属性的主要原因.然而，当La掺杂时，在Sr 1.5La 0.5CoO 4：IS-Co 4 + x 2 + 1 e--> LS-Co 4 + + HS-Co 3+中发生自旋态转变（LS：低自旋; HS：高自旋）。然后自旋态转变通过自旋阻断抑制电子跳跃，并引起Sr1.5La0.5CoO4的绝缘行为。相应的超交换解释了它的铁磁性。因此，自旋态可以提供一种调节材料性质的方法。
2012-08-03 cond-mat.str-el
Electronic structure of the strongly hybridized ferromagnet CeFe2
我们报告的结果从高能光谱测量CeFe 2，一个系统的特别感兴趣的，由于其异常的铁磁性与一个异常低的居里温度和小的磁化强度相比，其他稀土-铁Laves相化合物。我们的实验结果表明，非常强的杂化的Ce 4f状态与离域带态，主要是Fe 3d状态。在解释和分析我们的测量光谱，我们已经使用了两种不同的理论方法：第一种是基于安德森杂质模型，表面的贡献明确考虑。第二种方法包括散装CeFe 2的能带结构计算。安德森杂质模型的基础上的分析给出了计算的光谱与整个范围内的测量光谱的良好协议，并揭示了Ce 4f - Fe 3d杂化是大大减少在表面上，导致更强的杂交在散装比以前认为的。带结构计算是从头算全势能线性松饼-锡轨道计算内的局域自旋密度近似的密度泛函。Ce 4f电子被视为巡游带电子。有趣的是，从能带结构计算得到的Ce 4f的部分态密度也同意与实验光谱有关的4f峰的位置和4f带宽，如果适当地考虑表面效应。此外，结果，特别是部分自旋磁矩，从能带结构计算进行了详细讨论，并与实验结果和早期的计算。
2000-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of the crystal structure on the ferromagnetic correlations in ZnO with magnetic impurities
本文采用量子Monte Carlo方法和紧束缚近似，在Haldane-Anderson杂质模型下研究了（Zn，Mn）O的铁磁性.这种计算方法使我们能够确定主机晶体结构如何影响杂质的束缚态，这在杂质之间的铁磁（FM）相关性的发展中起着重要的作用。我们发现FM相关性强烈地受晶体结构的影响。特别是，在p-型（Zn，Mn）O，我们观察到FM相关性的发展，在低温下的纤锌矿和锌尖晶石晶体结构的扩展范围。然而，对于岩盐结构，在杂质之间没有观察到FM相关性。此外，在含有磁性杂质的n型ZnO中，没有发现杂质束缚态和FM关联。
2008-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherence and metamagnetism in the two-dimensional Kondo lattice model
本文报道了金属近藤晶格模型在外加磁场作用下的动力学平均场计算结果。高质量的光谱函数表明，图片的刚性，杂化带，塞曼位移的电场强度成比例，是定性正确的。我们发现了零温度磁化平台的证据，其发病与进入自旋杂交间隙的化学势相吻合。平台区出现在（静态）大N平均场论预测的场尺度上，其磁化强度值与x=1-nc自旋极化重空穴的磁化强度值一致，其中nc < 1是非相互作用系统的导带填充。我们认为，在低温下高原的出现标志着准粒子相干的开始。
2008-02-07 cond-mat.str-el
Late transition-metal oxides with infinite-layer structure: Nickelates versus cuprates
比较了无限层化合物NdNiO $_2$和SrCuO $_2$在化学计量比和有限空穴掺杂下的相关电子结构。关键的区别是阐明从先进的第一性原理多体的角度来看。与电荷转移绝缘铜酸盐相反，即使对于大的相互作用强度，自掺杂镍酸盐也保持非绝缘，尽管Ni- $d_{x^2-y^2}$光谱权重在该极限中也有缺口。Ni $(3d)$和Nd $(5d)$之间的杂化对于自掺杂带的出现是至关重要的。在实际的空穴掺杂后，Sr $_{1-y}$ CuO $_2$在低能量下显示出预期的混合氧-Cu- $d_{x^2-y^2}$（Zhang-Rice）态。在Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$的情况下，自掺杂带被转移到更高的能量和掺杂依赖的$d_{z^2}$ -与- $d_{x^2-y^2}$竞争镍被揭示。在无限层镍酸盐中缺乏显著的张-赖斯物理学，这可能与理解超导$T_{\rm c}$的显著差异有关。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structural and doping effects in the half-metallic double perovskite $A_2$CrWO$_6$
研究了双钙钛矿结构的$A_2$ CrWO $_6$与$A=\text{Sr, Ba, Ca}$的结构、输运、磁性和光学性质。通过改变碱土金属离子的$A$网站上，空间效应的居里温度$T_C$和饱和磁化强度的影响已被确定。最大的$T_C=458$ K被发现为Sr $_2$ CrWO $_6$具有几乎不失真的钙钛矿结构与公差因子$f\simeq 1$。对于Ca $_2$ CrWO $_6$和Ba $_2$ CrWO $_6$，结构变化导致$T_C$的强烈还原。我们的研究强烈地表明，对于双钙钛矿，通常仅对于$f \simeq 1$，即对于未畸变的钙钛矿结构，实现最佳的$T_C$。发现通过La $^{3+}$部分取代Sr $^{2+}$在Sr $_2$ CrWO $_6$中的电子掺杂降低了$T_C$和饱和磁化强度$M_s$。$M_s$的减少可归因于能带结构效应和掺杂引起的Cr/W反位。Sr $_2$ CrWO $_6$的能带结构计算预测自旋带中的能隙，但自旋带的有限态密度。能带结构计算的预测与我们的光学测量结果是一致的。我们的实验结果支持的动能驱动机制的存在下，在$A_2$ CrWO $_6$，铁磁性是稳定的高自旋Cr-站点之间的定位的杂化状态的$A_2$。
2003-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet dressing of bulk metallic bands in 2H-NbSe2
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Department of Applied Physics, KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院应用物理系）
该研究通过时间分辨光电子能谱证实2H-NbSe2体态金属能带可被Floquet修饰，利用相干Floquet-Volkov干涉解释偏振依赖的副本重分配，为操控金属输运和集体电子相提供新途径。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
