For electrical spin injection and detection of spin-polarized electrons in silicon, we explore highly epitaxial growth of ferromagnetic full-Heusler-alloy Co2FeSi thin films on silicon substrates using low-temperature molecular beam epitaxy (LTMBE). Although in-situ reflection high energy electron diffraction images clearly show two-dimensional epitaxial growth for growth temperatures T_G of 60, 130, and 200 C, cross-sectional transmission electron microscopy experiments reveal that there are single-crystal phases other than Heusler alloys near the interface between Co_2FeSi and Si for T_G = 130 and 200 C. On the other hand, almost perfect heterointerfaces are achieved for T_G = 60 C. These results and magnetic measurements indicate that highly epitaxial growth of Co_2FeSi thin films on Si is demonstrated only for T_G = 60 C.
Estimation of the spin polarization for Heusler-compound thin films by means of nonlocal spin-valve measurements: Comparison of Co$_{2}$FeSi and Fe$_{3}$Si
Molecular Beam Epitaxy of a Half-Heusler Topological Superconductor Candidate YPtBi
对拓扑超导性的探索激发了对结合拓扑和超导性质的材料的研究。半赫斯勒化合物YPtBi似乎是这样的材料，然而实验迄今为止仅限于大块单晶，大大限制了可用实验的范围。这使得研究这种材料中超导性的潜在拓扑性质成为不可能。要获得有关超导状态的细节，实验需要复杂的光刻结构，通常基于薄膜。在这里，我们报告的建立高结晶质量的外延薄膜的YPtBi（111），使用分子束外延生长在Al 2 O 3（0001）衬底上。观察到一个强大的超导状态，与临界温度和临界场与以前报道的大块晶体一致。此外，我们发现，AlOx盖帽足以保护样品表面的退化，以允许适当的光刻。我们的研究结果铺平了道路，先进的光刻结构的发展，这将使潜在的拓扑性质的超导YPtBi的探索。
Epitaxy, exfoliation, and strain-induced magnetism in rippled Heusler membranes
功能材料的单晶膜能够通过极端的应变状态来调节性能;然而，生产膜的传统途径需要使用牺牲层和化学蚀刻剂，这既会损坏膜，又会限制使它们变薄的能力。在这里，我们展示了石墨烯封端的Al $_2$ O $_3$衬底上的立方赫斯勒化合物GdPtSb的外延生长。尽管存在石墨烯中间层，但Heusler膜与下面的蓝宝石具有外延配准，如通过X射线衍射、反射高能电子衍射和透射电子显微镜所揭示的。石墨烯的弱范德华相互作用使得机械剥离能够产生独立的GdPtSb膜，其在转移到柔性聚合物手柄时形成波纹。而未应变的GdPtSb是反铁磁性的，波纹膜上的测量显示在室温下的自发磁矩，饱和磁化强度为5.2玻尔磁子每Gd。第一性原理计算表明，均匀应变的耦合太小，不能诱导铁磁性，这表明应变梯度起主导作用。我们的膜提供了一个新的平台，用于通过应变（压磁和磁致伸缩）和应变梯度（挠曲磁性）调节金属间化合物的磁性。
Anomalous Hall effect and current spin polarization in Co$_2$FeX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, and Sn) Heusler compounds: A systematic {\it ab initio} study
本文在广义梯度近似（GGA）下对CoPDMATHABMN Fe基Heusler化合物CoPDMATHABMN FeX（X = Al，Ga，In，Si，Ge，Sn）中的两个主要自旋相关现象，即反常霍尔效应和电流自旋极化进行了系统的{ \it ab initio}研究.采用精确的全势线性缀加平面波方法。我们发现Co $_2$ Fe X（X = Al，Ga，In，Al $_{0.5}$ Si $_{0.5}$ and Sn）中纵电流的自旋极化为$\sim$ 100%，而费米能级的电子态的自旋极化（$P^L$）不是100%.此外，其他化合物也具有高电流自旋极化与$P^L > 85$。这表明，所有的Co $_2$ FeX化合物被认为是有前途的自旋传输设备。有趣的是，在Co $_2$ FeX（X = Si，Ge和Sn）中，$P^D$是负的，与$P^L$以及输运实验的符号不同。其次，计算出的异常霍尔电导率（AHCs）是温和的，是在200 S/cm，并同意与现有的实验高度L2 $_1$有序的Co $_2$ FeSi样品，虽然他们显着不同的其他化合物的B2反位障碍存在的实验报告。令人惊讶的是，AHC在Co $_2$ FeSi减少，然后改变符号时，Si被Ge取代，最后被Sn取代。第三，计算的总磁矩与相应的实验值吻合良好，除了Co $_2$ FeSi，其中相差0.3 $μ_B$ /f. u。存在.我们还…
Two-dimensional electron-gas-like charge transport at magnetic Heusler alloy-SrTiO$_3$ interface
我们报道了在（001）SrTiO $_3$上生长的Co $_2$ MnSi和Co $_2$ FeSi外延膜中显著低的剩余电阻率、巨大的剩余电阻率比、类自由电子霍尔电阻率和高迁移率（$\approx$ 10 $^4$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）电荷输运。这种不寻常的行为是没有观察到的薄膜沉积在其他立方氧化物基板的晶格参数相当。缩放的电阻率与膜的厚度允许提取的界面电导，这可以归因于一层氧空位限制在1.9 nm的界面内，如原子分辨电子显微镜和光谱所揭示的。在完全自旋极化金属的界面处观察到的高迁移率输运对于自旋电子学应用具有潜在的重要性。
Designing magnetism in Fe-based Heusler alloys: a machine learning approach
结合材料信息学和高通量电子结构计算提供了快速表征复杂磁性材料的可能性。在这里，我们证明了在从头计算水平上计算的电子性质数据集可以有效地用于识别和理解磁性材料的物理趋势，从而为加速材料发现开辟了新的途径。以数据为中心的方法之后，我们利用在密度泛函理论水平计算的Heusler合金的数据库来识别在$X_2$ Fe $Z$ Heusler原型中邻近Fe的理想离子。Fe与最近邻的$X$离子的杂化被发现会引起原位Fe电荷的重新分布和其磁矩的净增加，其磁矩与$X$的价态成正比。因此，后过渡金属是生产高磁矩铁基Heusler磁体的理想Fe邻居。同时，热力学稳定性分析发现，限制$Z$的主族元素。机器学习回归器，训练预测磁矩和赫斯勒合金的体积，用于确定属于所提出的原型的所有材料的磁化。我们发现Co $_2$ Fe $Z$合金，特别是Co $_2$ FeSi，使磁化强度最大化，其达到高达1.2T的值。这是在良好的协议与从头算和实验数据。此外，我们确定Cu $_2$ Fe $Z$系列是具有成本效益的材料类别，提供约0.65 T的磁化强度。
Regularities and features in the behavior of electrical and magnetic properties of Co$_2$FeZ (Z = Al, Si, Ga, Ge, Sn, Sb) half-metallic ferromagnetic Heusler alloys
本文测量 Co$_2$FeZ 系列 Heusler 合金的电阻率、磁化和 Hall 效应，揭示其随 Z 元素原子序数变化的电磁关联及不同温区的电阻散射规律。
