Optical Properties of Manganese Doped Wide Band Gap ZnS and ZnO
ZnMnO层的光学性质在低温下生长的原子层沉积和金属有机气相外延进行了讨论，并比较ZnMnS样品所获得的结果。目前的研究结果表明，在ZnO晶格中的Mn离子的二价。强吸收（开始于约2.1 eV）初步与Mn 2+到3+的光电离有关。ZnMnO发射失活的机制进行了讨论，并解释了假设的Mn2+到3+充电后的过程。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and optical characterization of Mn-doped ZnS nanocrystalline thin films prepared via chemical bath deposition
本研究通过化学浴沉积法合成掺锰ZnS纳米晶薄膜，并通过XRD、SEM和光谱分析证实其晶体结构和光学性能，为光电子和光伏应用提供材料基础。
2025-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Role of Magnetic Coupling in Photoluminescence Kinetics of Mn2+-doped ZnS Nanoplatelets
Mn ~（2+）掺杂的杂质半导体纳米晶体中Mn ~（2+）离子的位置和浓度可以得到不同的耦合机制，这些耦合机制可以显著影响其发光波长和光致发光寿命等光学性质。然而，由于Mn ~（2+）离子与基质之间以及Mn ~（2+）离子之间存在复杂的相互作用，对Mn ~（2+）离子浓度与材料光学性能之间关系的研究仍具有挑战性。在这里，原子级平坦的ZnS纳米片（NPLs）具有均匀的厚度被选为Mn 2+掺杂的基质。利用时间分辨（TR）PL光谱和密度泛函理论（DFT）计算，建立了Mn ~（2+）离子的耦合和PL动力学之间的联系。此外，发现驻留在纳米结构的表面上的Mn 2+离子产生发射态，并且通过Mn 2 +/Mn 2+耦合干扰性质的改变。在一个配置与抑制表面的光学响应的贡献，我们显示的基本物理原因的双和三重指数衰减的DFT方法。我们相信，所提出的掺杂策略和模拟方法的Mn 2+掺杂的ZnS系统是一个通用的平台，研究掺杂剂的位置和浓度依赖的性质，也在其他半导体。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Facile synthesis and step by step enhancement of blue photoluminescence from Ag-doped ZnS quantum dots
我们的结果有关的光致发光（PL）强度的逐步增强的ZnS：Ag，Al量子点（QD）。最初，这些量子点是使用简单的共沉淀技术合成的，该技术涉及去离子水中的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。结果表明，ZnS：Ag，Al量子点的蓝色荧光强度较弱，不适合于实际的显示应用。在UV（365 nm）光解时，PL强度增加至约170%，并且在暴露约100分钟后达到饱和值。这归因于高通量紫外光对ZnS：Ag，Al量子点的光腐蚀机制。通过在富硫气氛中使量子点经受高温（200 ℃）和高压（~120 bar），已经证明了PL强度的辅助增强到250%，这是由于ZnS量子点的结晶度的改善。讨论了亮蓝色光致发光的来源。X射线相分析，高分辨电子显微镜和成分评价的结果得到了支持。
2012-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic structure and Jahn-Teller effect in GaN:Mn and ZnS:Cr
我们提出了一个从头算和分析研究的Jahn-Teller效应在两个稀磁半导体（DMS）与d4杂质，即Mn掺杂的GAN和Cr掺杂的ZnS。结果表明，只有结合Jahn-Teller畸变和强电子关联处理才能得到正确的绝缘电子结构。使用LSDA+U的方法，我们得到的Jahn-Teller能量增益与现有的实验数据在合理的协议。从头算结果是由一个更唯象的配体场论完成的。
2010-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Defect energy levels and persistent luminescence in Cu-doped ZnS
硫化锌（ZnS）基材料广泛用于许多应用中。然而，由于缺乏对缺陷能级的详细了解，材料的电学性质和发光机制仍然引起争论。在这里，我们报告的第一性原理研究的原生点缺陷和杂质在zincredZnS使用混合密度泛函计算。我们发现，阳离子和阴离子的空位和反位缺陷引入深缺陷的带隙中的能级，并可以作为施主或受主依赖于费米能级的位置。替代杂质Cu $_{\rm Zn}$充当深受主，因此对p型导电性没有贡献。另一方面，替代杂质Al $_{\rm Zn}$和Cl $_{\rm S}$是浅施主。更重要的是，我们识别孤立的（即，未缔合的）Cu $_{\rm Zn}$作为ZnS基磷光体中观察到的绿色发光源，以及Cu $_{\rm Zn}$ $-$ Al $_{\rm Zn}$和Cu $_{\rm Zn}$ $-$ Cl $_{\rm S}$缺陷复合物作为蓝色发光源。材料可以具有绿色和蓝色发射，其相对强度取决于非关联缺陷和缺陷复合物浓度之间的比率，这也与实验观察一致。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Precipitation Synthesis of Ferric Chloride Doped Zinc Sulphide Nanoparticles and Their Characterization Studies
采用简单化学沉淀法制备了氯化铁掺杂ZnS纳米粒子，并通过XRD、SEM、UV-Vis、差热分析、热重分析和差示扫描量热法对其进行了表征。样品的XRD图谱显示了颗粒大小、比表面积和立方结构的形成。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，菜花状结构。从紫外-可见吸收光谱得到了光学带隙值。研究还发现，随着反应物溶液摩尔浓度的增加，能带隙（Eg）增加。对制备的ZnS样品的热分析测试表明，由于氯化铁浓度的增加，纯ZnS的热稳定性降低。与FeCl 3掺杂的ZnS相比，未掺杂的ZnS更热稳定。
2013-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-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
Electron mobility in n-doped zinc sulphide
报道了n掺杂纤锌矿和锌掺杂ZnS的迁移率研究。我们确定了ZnS在强电场作用下远离平衡态时的非平衡热力学状态。导出了迁移率随电场强度的变化关系，迁移率随电场强度的增大而减小。我们分析了电子散射的不同渠道所产生的迁移率的贡献，即，极性光学，变形，与声子的相互作用，并与电离杂质。分析了n-ZnS WZ和ZB的情况：正如所料，主要贡献来自这种强极性半导体中的偏振光相互作用。其他相互作用按降序排列，变形声学和一个由于杂质。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Surface-induced magnetism in C-doped SnO$_{2}$
用第一性原理计算研究了C掺杂SnO $_{2}$（001）表面的磁性.结果表明，当碳原子位于SnO $_{2}$的氧位时，在SnO $_{2}$的（001）表面上不产生磁性，而在SnO的（001）表面上产生较大的磁矩.由于$p$轨道的空少数自旋，磁矩主要由碳原子贡献，并局限于表面和亚表面原子。当碳原子位于表面下的氧位置时，没有观察到磁性。磁性的起源进行了讨论的背景下，表面键合。
2010-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Theory of Luminescent Emission in Nanocrystal ZnS:Mn with an Extra Electron
我们考虑了一个额外的电子注入到掺杂的量子点$ZnS:Mn^{2+}$的效果。库仑相互作用以及额外电子与Mn离子态之间的交换相互作用将混合波函数，分裂杂质能级，打破先前的选择规则，改变跃迁几率。利用该模型计算了掺杂量子点的能量、波函数、发光几率和跃迁寿命，并与实验结果进行了比较。我们的计算表明，两个数量级的寿命缩短可以发生在过渡$^4T_1-^6A_1$当一个额外的电子存在。
2003-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-narrow and widely tunable Mn^(2+) Emission from Single Nanocrystals of ZnS-CdS alloy
广泛研究的Mn-杂质半导体纳米晶体总是在橙红色区域中在宽度<= 149 meV的窄能量窗口上表现出光致发光（PL），并且具有令人惊讶的大光谱宽度（>= 180 meV），与其假定的类原子起源相反。对单个纳米晶体进行发射测量，并通过从头计算得到支持，我们表明Mn PL发射，事实上，可以（i）在更宽的范围内变化（~ 370 meV）覆盖深绿色-深红色区域和（ii）表现出明显较低的宽度（~ 60-75 meV），从而开启了更新的应用可能性，并需要我们对Mn-杂质半导体纳米晶体的发射的看法发生根本转变。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Magnetism in Mn Doped Zirconia: Density-functional Theory Studies
采用第一性原理密度泛函理论平面波赝势方法，系统地研究了25% Mn替代和间隙掺杂单斜、四斜和立方ZrO 2的结构和磁性.我们的研究表明，Mn杂质的引入不仅稳定了ZrO 2的高温相，而且赋予了ZrO 2磁性。基于简单晶体场论（CFT），讨论了Mn掺杂ZrO_2的磁性起源。此外，我们还讨论了电子给体对磁性半导体的影响，以及作为电子结构调制器的可能性。
2009-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Microwave-assisted synthesis and characterization of undoped and manganese doped zinc sulfide nanoparticles
采用微波辅助溶剂热法制备了未掺杂和Mn掺杂的ZnS纳米晶，并通过X射线衍射、光致发光光谱和扫描电子显微镜结合能量色散X射线能谱对其进行了表征。所有样品均为立方锌尖晶石结构，晶格常数为$a$ = 5.406-5.411 nm，晶粒尺寸为6-9 nm。这些纳米颗粒聚集并形成平均尺寸高达180 nm的大颗粒。未掺杂的ZnS样品的光致发光显示出位于530 nm处的宽发射带，归因于纳米颗粒表面的缺陷。在所有Mn掺杂的样品中，观察到598 nm处的发射峰，该发射峰归属于Mn $^{2+}$的激发态（$^4$ T $_1$）和基态（$^6$ A $_1$）能级之间的特征禁戒跃迁。同步辐射X射线吸收光谱在Zn和Mn的K边结合反向蒙特卡罗（RMC）模拟的基础上的进化算法证实，锰离子取代锌离子。然而，离子尺寸的差异（$R$（Mn $^{2+}$（IV））= 0.66 μ m和$R$（Zn $^{2+}$（IV））= 0.60 μ m）是Mn-S（2.40（2）μ m）比Zn-S（2.33（2）μ m）大的原因。ZnS：Mn纳米颗粒中的静态结构弛豫是由RMC模拟获得的Zn，S和Mn原子的均方位移因子的大值的原因。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Non-magnetic doping induced magnetism in Li doped SnO2 nanoparticles
我们解决了非磁性掺杂诱导磁性的可能性，在Li掺杂的SnO2纳米粒子。在平衡状态下通过固态路线制备了这些化合物，并发现它们以单一的金红石相结晶。磁化强度的测量表明，锂掺杂诱导磁性的SnO2的特定范围内的Li浓度。然而，对于其他Li浓度，包括纯SnO2，样品表现出抗磁性。为了研究感生磁性的可能来源，我们研究了磁化强度作为平均纳米颗粒半径的函数的变化。在这些化合物的磁性外观的可能方案进行了讨论。
2013-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant magnetism in doped semiconducting beta-FeSi2 and CrSi2
新的或不寻常的磁性是一个相当感兴趣的主题，特别是在金属和简并半导体中。在这种材料中，磁性、传输和其他费米液体性质的相互作用可以导致迷人的物理行为。一个例子是在磁性半导体中，其中可以控制和使用自旋极化电流。我们报告的密度泛函计算预测磁性掺杂半导体β-FeSi 2和CrSi 2在相对较低的掺杂水平，特别是对于n型。在这种情况下，作为掺杂水平的函数，存在到半金属状态的快速交叉。结果进行了讨论，这些化合物的电子结构和其他性质。
2013-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Mn delta-doped cubic GaN: density-functional theory studies
用密度泛函理论计算了12.5%和25%Mn δ掺杂立方GAN的磁性。结果表明，单层δ掺杂和半δ掺杂结构表现出较强的基态半金属铁磁性（HMF），双层δ掺杂结构表现出较强的基态反铁磁性（AFM），自旋翻转能为479.0 meV.δ掺杂结构显示出增强的二维磁性。我们讨论了起源的HMF使用一个简单的晶体场模型。最后，我们讨论了基于Mn掺杂GAN的反铁磁/铁磁异质结。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Li intercalation effects on magnetism in undoped and Co-doped anatase TiO$_2$
本文研究了Li嵌入的$n$型载流子掺杂对未掺杂和Co掺杂的二氧化钛$_2$磁性的影响。我们发现掺杂的$n$型载流子在TiO $_2$中主要集中在靠近嵌入Li的Ti位上.随着嵌入量的增加，在Ti处实现了局域自旋。在Co掺杂TiO $_2$的情况下，大部分添加的$n$型载流子填充Co 3 $d$能带，其余的位于Ti处。因此，Co的磁矩通过Li嵌入而消失，从而具有非磁性的基态。
2002-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Transition metal doped Cubic SiC
本文采用第一性原理密度泛函理论对过渡金属掺杂SiC进行了研究。我们考虑了立方SiC与3d过渡金属作为替代杂质的Si和C位分别。掺杂Cr、Mn的立方SiC表现出铁磁性，而掺杂Sc、Ti、V和Co的立方SiC表现出磁性能的位置依赖性。其余的杂质被发现是非磁性的。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci
High Temperature Molecular Magnetism Caused by pi-electrons: Copper Phthalocyanine Doped with Alkaline Metals
研究了碱金属掺杂酞菁铜（AxCuPc）的电子自旋共振谱. ESR谱的温度依赖性表明了铁磁行为。居里-外斯温度在30 ~ 115 K之间变化，取决于样品的化学计量比x。在温度略高于77 K时，多晶样品的一些颗粒被吸引到弱磁体上。所观察到的磁性是由酞菁阴离子在Eg双简并分子轨道上的未成对π电子引起的。所观察到的铁磁性可以理解的框架内的McConnell-2模型提出的有机铁磁性电荷转移复合物。AxCuPc的高温磁性被认为是不同价态酞菁分子阴离子之间双交换的Zener机制的结果。
2005-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Carrier free long-range magnetism in Mo doped one quintuple layer Bi2Te3 and Sb2Te3
实现量子反常霍尔效应（QAHE）的关键之一是长程铁磁性，目前只有在Cr或V掺杂的（Bi，Sb）2Te3体系中实验上实现了长程铁磁性。这两种元素都是3d过渡金属和4d过渡金属被发现是无效的，产生长程铁磁性的Bi2Se3。然而，4d元素的磁性掺杂能否实现长程铁磁性仍是一个悬而未决的问题。基于密度泛函理论计算，我们预测Mo掺杂的半导体Bi_2Te_3和Sb_2Te_3可以实现长程铁磁性。耦合强度与掺Cr的Bi_2Te_3和Sb_2Te_3的耦合强度相当。因此，Mo掺杂的Bi_2Te_3和Sb_2Te_3或它们的合金可以成为实现稀磁半导体和QAHE的新体系。
2019-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism on the boron-doped Si(111)-$\sqrt 3 \times \sqrt 3$ surface
我们利用第一性原理计算研究了Si（111）- $\sqrt 3 \times \sqrt 3$表面的磁性，该表面对于高硼掺杂的样品是稳定的.当去除硼原子顶部的硅吸附原子以形成缺陷结构时，三个硅悬挂键被暴露，从而在带隙中产生半填充的双简并能级，这稳定了2 $μ_{\rm B}$的局部磁矩。当有许多这样的缺陷结构彼此相邻时，发现它们反铁磁地排列。然而，我们表明，铁磁性可以通过调整缺陷中的电子数来稳定，这表明这种独特的硅表面结构的自旋电子学应用的可能性。
2017-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in C or N-doped MgO and ZnO: density-functional study of impurity pairs
结果表明，最近提出的用C或N取代O来产生铁磁性的方法，由于杂质对的形成而被削弱，所得的C2自旋=1的二聚体以及等电子的N2^{2+}在p型MgO中发生反铁磁性相互作用。然而，对于C掺杂的ZnO，我们证明了使用HSE混合泛函的自旋极化的C2 ppπ* 态与主机导带的共振导致长程铁磁相互作用。开壳层杂质分子的磁性被认为是氧化物自旋电子材料中d 0-铁磁性的可能途径。
2010-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Stable Ferromagnetic Order in Topological Insulator: Codoping Enhanced Magnetism in 4f Transition Metal Doped Bi2Se3
自拓扑绝缘体（TI）被发现以来，在TI中实现长程绝缘铁磁态一直是一个亟待解决的问题。直到最近，这种状态才在Cr掺杂的Bi 2-xSbxTe 3中实现，导致量子反常霍尔效应（QAHE）的发现。然而，这种效应仅在极低的温度下观察到，主要是由于有限的磁性。为了充分理解铁磁有序化的机制，从而提高铁磁性，我们研究了4f过渡金属掺杂的Bi 2Se 3，使用密度泛函理论方法。我们发现Eu和Sm更喜欢具有大磁矩的Bi替代位置，以确保稳定的长程铁磁态。此外，共掺杂可以是一种新的策略，以保持主体材料的绝缘性能以及改善磁性掺杂剂的掺入。因此，我们的研究结果提供了关键的一步，促进实现QAHE在TI系统。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Diluted magnetism in Mn doped SrZnO2 single crystals
研究了Mn和Cu掺杂的SrZnO_2单晶（SrZn0.99Mn0.01O_2和SrZn0.99Cu0.01O_2）的磁性。我们观察到的签名弱铁磁性的磁化率低于5 K的急剧增加，即使在低百分比（x= 0.01）的Mn取代单晶。平行或垂直于ab平面测量的磁化率数据产生各向异性行为，居里-外斯温度分别为约-320 K和-410 K，表明在高温下Mn原子之间存在强反铁磁耦合，类似于Mn掺杂的ZnO和Fe掺杂的BaTiO 3样品。而SrZn 0.99Cu 0.01 O2晶体在2K以下表现出顺磁性。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Mn Nanowires and Clusters as δ-doped Layers in Group IV Semiconductors (Si, Ge)
IV族半导体（Si/Ge）的Mn掺杂是通过在IV族基质中嵌入薄Mn膜作为δ掺杂层来实现的。Mn层由单原子Mn线的致密层组成，其垂直于Si（001）-（2x 1）二聚体行或Mn簇定向。纳米结构覆盖有非晶Si或Ge覆盖层，这保留了δ掺杂层的特性。与STM的键合环境的分析相结合的元素特定的检测与X射线磁性圆二色性的磁性签名。具有离子键特性的Mn线在a-Ge覆盖层上的磁矩最大（2.5 μB/Mn），a-Si覆盖层导致磁矩略有降低，这是由于键几何结构的细微变化。我们的结果直接证实了Mn吸附在Si（001）表面的磁性理论预测。δ掺杂层的磁矩淬灭到0.5μB/Mn，主要由团簇组成，从而形成Mn-Mn键的反铁磁成分。
2017-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the $sp$ magnetism in substitutional doped graphene
在石墨烯中的缺陷诱导磁性已被理论预测和实验观察。然而，当考虑具有$sp$电子的替代杂质时，关于磁性行为的起源存在公开的问题。这项工作的目的是有助于掺杂石墨烯系统中杂质诱导的自旋磁性的理解。因此，在密度泛函理论的框架下，得到了周期表中IIIA族（B，Al，Ga）和VA族（N，P，As，Sb，Bi）杂质置换掺杂石墨烯的电子结构和自旋磁矩.磁性基态的性质是从计算的总能量作为自旋磁矩的函数，使用固定的自旋矩方法确定的。我们表明，在所研究的系统中的自发磁化产生的电子不稳定性的存在下，在费米能级的一个狭窄的杂质带。此外，我们发现自旋极化的出现需要杂质引入额外的电子到石墨烯晶格，并且杂质-碳杂化接近于$sp^3$几何形状。这些特征揭示了电荷掺杂符号和杂化程度在取代掺杂石墨烯中$sp$磁性的起源中起着根本性的作用。
2022-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism in X_xW_{1-x}O_3 (X=Nb,V,Re) from supercell calculations
最近，一些杂质半导体显示出超导性或弱铁磁性。本文研究了立方XW_{26} O_{81}（X=Nb，V，Re）超晶胞的电子结构和磁性条件。未掺杂的材料是绝缘体，尽管轻微掺杂的材料是金属，但它远未达到磁性的斯通纳标准。局域态密度随能量迅速变化的条件类似于掺杂六硼化物。虚晶近似用于改变掺杂水平。一个小的时刻出现，如果费米能量符合一个大的导数的DOS。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism of transition metal doped Zn12O12 clusters: Role of defects
采用量子化学从头算方法，在广义梯度近似+ Hubbard U（GGA+U）方法的框架下，对ZnO团簇的能量和磁性进行了全面的研究.我们的结果在GGA+U的所有3D掺杂剂，除钛表明，反铁磁相互作用占主导地位的中性，无缺陷的集群。形成能的计算，以确定在ZnO团簇中的稳定的缺陷。我们详细分析了这些缺陷的作用，以稳定铁磁性时，集群掺杂Mn，Fe和Co。我们的计算表明，在带电缺陷的存在下，过渡金属原子驻留在集群的表面可能有一个不寻常的氧化态，这起着重要的作用，使集群铁磁性。还分析了不含TM掺杂的ZnO团簇中的缺陷诱导磁性。ZnO簇上的这些结果可能在缺陷的纳米工程中具有显着的贡献，以实现自旋电子学应用所需的铁磁性能。
2010-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Effects of biaxial strain on the impurity-induced magnetism in P-doped graphene and N-doped silicene: A first principles study
采用自旋极化密度泛函方法，采用超原胞方法研究了双轴应变对P掺杂石墨烯（P-graphene）和N掺杂硅烯（N-silicene）杂质感生磁性的影响.对三种不同的超晶胞尺寸$4\times 4$、$5\times 5$和$6\times 6$进行计算，以分别模拟三种不同的掺杂剂浓度3.1%、2.0%和1.4%。对于这两个系统，计算的磁矩是1.0 $μ_B$每个杂质原子的三个研究浓度。从电子结构和总能量作为磁化强度的函数的分析，我们表明，描述窄杂质带的电子不稳定性的Stoner型模型解释了P-石墨烯和N-硅烯中$sp$磁性的起源。在双轴应变下，杂质带色散增加，磁矩逐渐减小，在中等应变值下，磁化强度随之崩溃。因此，我们发现，双轴应变诱导磁量子相变在P-石墨烯和N-硅烯。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluctuating magnetism of Co- and Cu-doped NaFeAs
本文报道了$\mathrm{NaFe_{1-x}Co_{x}As}$和$\mathrm{NaFe_{1-x}Cu_{x}As}$中局域涨落磁矩（$μ_{bare}$）的X射线发射光谱（XES）研究。在NaFeAs中，As离子的降低的高度诱导高于$\mathrm{Ba_2As_2}$的局部磁矩，尽管T $_N$较低且有序磁矩。当NaFeAs掺杂Co时，$μ_{bare}$略有减少，而Cu掺杂使其不受影响，表明不同的掺杂机制：Co基于电子计数，而Cu的情况下杂质散射占主导地位。最后，我们观察到在所有样品中的电子和空穴掺杂的$\mathrm{BaFe_2As_2}$的$μ_{bare}$随温度的增加。由于Co和Cu的掺杂显示超导性，我们的研究结果表明，形成的库珀对是没有连接的波动的顺磁矩的完全损失。
2021-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Inhomogeneous Magnetism in La-doped CaMnO3. (II) Mesoscopic Phase Separation due to Lattice-coupled FM Interactions
本文详细研究了Ca（1-x）La（x）MnO_3（0.00 ≤ x ≤ 0.20）的介观磁分离和晶体学相分离。中子粉末衍射和直流磁化技术已被用来隔离所扮演的不同角色的电子掺杂到作为其浓度x的函数的eg水平。多个低温磁性和结晶相内的个别多晶样品的存在被认为是一个内在的功能，遵循从竞争FM和AFM相互作用之间的平衡作为温度的函数的系统。FM双交换相互作用与掺杂的EG电子在较高的温度下比竞争AFM相互作用更有利，并且通过轨道极化与晶格更强地耦合。这些FM相互作用，从而发挥了特权的作用，即使在低例如电子浓度，凭借以上的AFM转变温度诱导的结构修改。
2003-03-17 cond-mat.mtrl-sci
An insight into spin-chain magnetism through Moessbauer spectroscopic investigations in Eu-doped Ca3Co2O6 and Ca3CoRhO6
本文报道了在自旋链磁性和几何阻挫领域具有重要意义的掺Eu的Ca_3Co_2O_6和Ca_3CoRhO_6的~（151）Eu穆斯堡尔效应和磁化强度的测量结果。我们发现，有一个显着增加的穆斯堡尔谱的线宽低于一定的特征温度，这是远远高于一个在三维有序功能集。这种不寻常的加宽的光谱表明存在的特征温度在这些“异国情调”的磁系统，可归因于初期的一维磁秩序的发病。这是从这个特征温度与顺磁居里温度（在这些情况下测量链内耦合强度）的有趣相关性推断出来的。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for Coexistence of Superconductivity and Magnetism in Single Crystals of Co-doped SrFe$_2$As$_2$
为了研究Co掺杂SrFe $_2$ As $_2$中磁性和超导电性是否共存，我们制备了SrFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$，$x$ = 0和0.4的单晶，并通过X射线衍射、零场和外加场（最高达9 T）以及常压和外加压力（最高达1.6 GPa）下的电阻率和磁化率对其进行了表征。当$x$ = 0.4时，在120 K下存在自旋密度波跃迁的磁性和电阻证据，而$T_c$ = 19.5 K -表明磁性和超导性共存。讨论这些结果如何与报道的结果相比，无论是在SrFe $_{2-x}$ Co $_x$作为$_2$和其他掺杂122化合物，给出。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structure and magnetism in Fe-doped FeVSb and epitaxial Fe/FeVSb nanocomposite films
University of Wisconsin--Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
Fe掺杂FeVSb及epitaxial Fe/FeVSb纳米复合膜的结构与磁性研究，发现弱铁磁性和铁磁性纳米结构的形成及界面诱导磁性。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism in doped semiconducting half-Heusler compounds
本文采用紧束缚线性Muffin tin轨道方法（TB-LMTO）和超原胞方法，用局域自旋密度泛函方法详细研究了M（Mn和Cr）掺杂半导体Heusler化合物FeVSb，CoTiSb和NiTiSn（XM $_{x}$ Y $_{1-x}$ Z）在宽浓度范围内的电子结构和磁性.我们的计算表明，这些化合物中的一些不仅是铁磁性的，而且是半金属的，可能是有用的自旋电子学应用。在考虑掺杂过渡金属（M）与价带X-Z杂化之间相互作用的简单模型下，分析了掺杂体系的电子结构。我们证明了强的X-d - M-d相互作用使M-d态接近费米能级，而M-t $_{2g}$态的能量比M-e $_{g}$态高。根据可用d电子的数量，如果d流形被部分占据，则实现铁磁性。铁磁（FM）或反铁磁（AFM）行为的趋势进行了讨论的安德森长谷川模型的超交换和双交换。在我们对Mn掺杂NiTiSn的计算中，FM对AFM排序的强烈偏好表明这些系统可能具有高居里温度。
2006-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism trends in doped Ce-Cu intermetallics in the vicinity of quantum criticality: realistic Kondo lattice models based on dynamical mean-field theory
本文用实际电子结构计算和动力学平均场论（DMFT）相结合的方法，描述了典型重费米子化合物CeCu中Au掺杂的$_6$的量子临界点（QCP），并计算了Ce的定域$4f$ -电子.比较了Ce（Cu $_{1-ε}$ Au $_ε$）$_6$与Co掺杂CeCu $_{5}$的磁性趋势，后者位于最早的稀土永磁化合物之一Ce（Co，Cu）$_5$的组成空间的非铁磁性一侧.构造了一个真实的Doniach相图，表明该体系在Ce（Cu $_{1-x}$ Co $_x$）$_5$的$0.2<x<0.4$中跨越了近藤晶格中的一个磁量子临界点.比较了Au掺杂CeCu $_6$和Co掺杂CeCu $_5$，发现后者在QCP附近的扫描区完全覆盖了前者。这些趋势的散装稀土永磁体的矫顽力的影响进行了讨论。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of magnetism and quasiparticles properties in Cr-doped TiO$_2$
结合LSDA+ $U$和超交换相互作用的DFT分析，我们描述了金红石型和金红石型Cr掺杂TiO $_2$的磁基态。并行地，我们通过GW校正（$GW$ @LSDA+ $U$）来校正我们的LSDA+ $U$基态，所述GW校正再现了与实验满意一致的杂质态和带隙的位置。由于金红石和金红石的基态中Cr-Cr键的拓扑配位不同，超交换作用导致Cr离子的铁磁或反铁磁耦合。在Cr掺杂的LiNbO 3中，这种相互作用导致了一种新的机制，该机制稳定了铁磁基态，与实验证据一致，而不需要调用F中心交换。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The coexistence of magnetism and ferroelectricity in 3d transition metal doped SnTe monolayer
实现二维纳米材料的多铁性对于设计先进的纳米电子器件如非易失性多态数据存储至关重要。在本工作中，铁磁性和铁电性共存的单层SnTe系统的过渡金属（TM）掺杂的报告。基于第一性原理计算，在铁电SnTe单层膜中进行TM掺杂可以实现自发自旋极化。在Mn（Fe）掺杂的SnTe单分子膜中，除了出现面内铁电极化外，还出现了面外铁电极化，这是由于TM从表面的内部位移引起的。有趣的是，随着掺杂元素原子序数的增加，以TM为中心的晶场以及掺杂元素与Te之间的相互作用逐渐增强，这解释了形成能降低的原因。SnTe单层膜多铁性的实现为低维多铁性材料的实验制备提供了理论指导。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Poisoning of magnetism in silicon doped with Re, caused by a charge transfer from interstitials to substitutionals, by means of the self-interaction corrected density-functional approach
用自相互作用修正的密度泛函方法计算了硅中的Re杂质及其对。铼离子在主晶体中形成不太紧密的对，杂质被一个Si原子或接近两个硅键的距离分开。比较各种对的替代品的形成能，mixed-site杂质，mixed-site杂质有利于最后一种类型。电子从间隙向替代杂质的转移使两个Re位都恢复磁性，但p型和n型共掺杂再次恢复磁性，后者更有效。
2012-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetism of Mn doped GaN
Mn掺杂半导体杂质半导体由于其新颖的磁性而成为自旋电子学应用中非常感兴趣的系统。最近的理论和实验都表明，Mn掺杂GAN系统与Mn掺杂GaAs系统相比具有非常高的居里温度。为了理解Mn掺杂GaN的电子和磁性，我们用第一性原理平面波方法对Mn掺杂GAN系统进行了详细的研究。在这里，我们显示不同的Mn浓度的电子和磁性的影响。对于稀Mn浓度，Mn的$d$态形成与基质GAN的价带态完全分离的杂质带。这与Mn掺杂的GaAs系统相反，在Mn掺杂的GaAs系统中，带隙中的Mn $d$态非常靠近价带边缘，并且与离域的价带态强烈杂交。为了研究电子关联的影响，进行了LSDA+U计算。计算的交换相互作用在（Mn，Ga）N是短期的相反，在（Mn，Ga）的Mn自旋之间的铁磁耦合的强度基本上没有降低大的Mn-Mn分离。此外，由于Mn原子之间通过As键的连接的存在或不存在，交换相互作用在不同的结晶方向上是各向异性的。
2003-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Atomically thin dilute magnetism in Co-doped phosphorene
二维稀磁半导体可以通过电子和空穴掺杂提供对磁序性质及其操纵的基本见解。尽管有基础物理学，但由于这些材料中的大电荷密度控制能力，它们在自旋电子学应用中非常重要，例如自旋阀和基于自旋的晶体管。本文研究了由磷烯单层膜组成的二维稀磁半导体，其中钴原子掺杂在替位缺陷和间隙缺陷中。我们表明，这些缺陷可以稳定，是电活性。此外，通过由势门包括空穴或电子，可以设计交换相互作用和磁序，并且甚至可以在p掺杂磷烯中诱导铁磁到反铁磁相变。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall 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
Localization and magnetism of the resonant impurity states in Ti doped PbTe
以掺钛碲化铅为例，讨论了共振杂质态的局域化问题。用第一性原理方法研究了PbTe：Ti的电子结构，分析了态密度和Bloch谱函数。我们发现，钛创建的PbTe的导带中的共振态，然而，系统的光谱函数强烈建议这些状态的本地化，并显示与PbTe的电子结构差的杂交。本文给出的结果与先前报道的PbTe：Tl的光谱函数之间的对比与这些杂质对PbTe的热电势（S）的不同影响非常好地相关，对于PbTe：Tl，S大幅增加，而对于PbTe：Ti，S几乎没有影响。此外，系统的磁性进行了研究，并形成磁矩的Ti原子被发现，无论是有序（铁磁）和无序（顺磁性）相，表明PbTe：Ti可以是一个磁性半导体。
2014-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and magnetism of GeTe doped with transition metals V, Cr and Mn: a theoretical study from the viewpoint of application in spintronics
本文从自旋电子学的潜在应用角度出发，研究了3d过渡金属V、Cr和Mn掺杂的GeTe化合物的磁性。本文采用密度泛函方法对岩盐和锌盐结构的三元化合物的电子结构、磁性和内聚性质进行了系统的研究。在这两种情况下，都是Ge亚晶格掺杂了三种过渡金属。这些化合物中的一些被发现是半金属在其优化的细胞体积。对于这些特定的情况下，我们计算交换相互作用和居里温度，以提供一些理论指导，试图制造适合于自旋电子器件的材料的实验。在适用和适当的情况下，我们的结果与现有的实验研究进行了讨论。详细讨论了Mn掺杂情况下实验观测与理论结果之间的明显差异，指出了造成这种明显差异的各种物理原因和可能的解决办法。
2012-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous magnetism in La-doped CaMnO3. (I) Nanometric-scale spin clusters and long-range spin canting
对Ca{1-x}La{x} MnO 3（0.00 <= x <= 0.20）的中子测量揭示了平均尺寸约为10埃的磁性液滴的液体状空间分布的发展，其浓度与x（每60个掺杂电子一个团簇）成正比。此外，对于~0.05 < x < ~0.14，观察到长程有序铁磁分量。这个组件是垂直耦合到简单的G型反铁磁（G-AFM）结构的未掺杂的化合物，这是一个签名的G-AFM + FM自旋倾斜状态。讨论了团簇形成与中间掺杂稳定长程自旋倾斜之间的可能关系。
2003-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Magnetism and Half-Metallicity in Hole-doped Monolayer GaSe
通过第一性原理计算，我们发现空穴掺杂在单层GaSe中引起铁磁相变。随着空穴密度的增加，每个载流子的平均自旋磁矩增加，并且在磁矩开始突然下降之前，在系统处于半金属状态的情况下，在$3\times 10^{13}$ /cm $^{2}$ - $1\times 10^{14}$ /cm $^{2}$的范围内达到接近1.0 $μ_{\rm{B}}$ /载流子的平台。预测的磁性起源于交换分裂的电子状态的价带的顶部，在这个准二维系统的状态密度表现出尖锐的范霍夫奇异性。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Influence of the microstructure on the magnetism of Co-doped ZnO thin films
Co-ZnO薄膜的室温铁磁性预测由于其潜在的应用前景而引起了人们的极大兴趣。然而，结果是有争议的，从铁磁性到非铁磁性，导致了关于其起源（第二相，Co团簇或没有）的大辩论。通过仔细研究各种Co-ZnO薄膜的微观结构，我们发现，Co 2+部分取代ZnO纤锌矿基体没有形成Co团簇。令人惊讶的是，薄膜的铁磁性的性质消失的Co含量的增加。此外，我们的研究结果表明，所观察到的铁磁性可能与大量的缺陷-接近界面，并强烈依赖于生长温度-这可能解释了结果的传播。
2006-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent scattering and magnetic proximity effect in Ni-doped Co/Cu multilayers as a probe of atomic magnetism
我们研究了在Cu间隔层中不同Ni掺杂水平的巨磁阻Co/Cu-Ni多层膜的自旋输运和铁磁共振性质。我们提出了一个实验证据的磁性到抗磁性转变的原子磁矩的Ni在Cu基体的浓度低于15原子。%的Ni。随着浓度的增加，Ni原子变成自旋散射中心，这在实验上表现为多层膜的GMR的阶梯状变化。在具有梯度掺杂Cu间隔物的多层膜中观察到这种行为，其中仅内部区域掺杂有Ni。在均匀掺杂的间隔层中，GMR随着Ni含量的增加而单调减小，这表明Ni原子是磁性的，并且在整个掺杂剂浓度范围内充当自旋弛豫中心。我们解释了所观察到的巨磁阻行为的差异，由于在均匀的间隔，这是有效地抑制在梯度间隔的强磁邻近效应。所观察到的磁性相变是完全支持我们详细的从头计算，考虑到在系统中的结构弛豫以及潜在的Ni集群。控制特定掺杂剂的原子磁性的损失或增益可以是探测和控制用于基于自旋阀和自旋扭矩的应用的材料和器件中的自旋弛豫的工具。
2018-08-19 cond-mat.mtrl-sci
The interplay between dopants and oxygen vacancies in the magnetism of V-doped TiO2
密度泛函理论计算表明，V到金红石型TiO 2的Ti晶格位置的结合导致磁性V4+物种，但掺杂剂磁矩之间的耦合的延伸和符号确认，铁磁有序不能通过在无缺陷氧化物中的低浓度掺杂而达到。氧空位可以引入额外的磁中心，我们在这里表明，钒掺杂的影响之一是减少这些缺陷的形成能。在V掺杂剂和O空位的存在下，所有的自旋倾向于以相同的取向对齐。我们得出结论，V掺杂有利于TiO2的铁磁行为，不仅通过引入与掺杂剂中心相关的自旋，而且还通过增加氧空位相对于纯氧化物的浓度。
2011-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Control of Magnetism of Mn dimer supported on Carbon-doped-h-BN surface
Harish-Chandra Research Institute（哈里斯-昌德拉研究所）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔分校）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）
通过电场调控Mn二聚体在碳掺杂h-BN表面的磁性状态，实现反铁磁到铁磁的切换，为自旋电子学应用提供新方法。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci
The unexpected magnetism in 2D group-IV-doped GaN for spintronic applications
通过第一性原理计算发现，在富N条件下Ge和Sn掺杂单层GaN可形成屈曲结构并产生1 μB磁矩，而本征空位会消除磁性，为二维GaN基自旋电子学应用提供了理论指导。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Frustration and Topological Magnetism in Electrostatically Doped SrRuO3
Department of Physics and Astronomy & Nebraska Center for Materials and Nanoscience, University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校物理与天文学系及内布拉斯加材料与纳米科学中心）
通过第一性原理计算与原子蒙特卡罗模拟，研究电荷掺杂对SrRuO3交换反常和拓扑磁性的影响，发现电荷掺杂调控交换相互作用，诱导磁相变并产生拓扑磁结构。
2026-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Energetics and magnetism of Co-doped GaN(0001) surfaces: A first-principles stud
采用第一性原理研究了Co掺杂GAN（0001）薄膜的能量、电子和磁性，揭示了表面结构对Co原子间磁耦合的影响。发现在不同的生长条件下，Co原子更倾向于取代表面Ga位。特别地，在富N和适度富Ga条件下，用Co原子替换第一Ga层的CoN/GAN界面结构是优选的，而发现CoGax/GAN界面在极度富Ga条件下是能量稳定的。值得注意的是，在清洁的GAN（0001）表面，Co原子之间的反铁磁耦合是有利的，但在Ga双层GAN（0001）表面，随着Co浓度的增加，FM的存在是可能的。我们的研究为Co掺杂GAN薄膜的实验研究提供了理论依据，并有望使Co：GAN系统在自旋注入器件中获得潜在的应用。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
