Structure and magnetism in nanocrystalline Ca(La)B$_6$ films
采用射频磁控溅射法制备了La掺杂的CaB $_6$纳米晶薄膜。晶格膨胀高达6%相对于体积值观察到沿垂直于膜平面的方向，这是由于Ar气体进入膜的陷阱。只有当晶格膨胀率大于2.5%时，才能在某些掺La薄膜中观察到3 ~ 4个玻尔磁子/La的大铁磁矩。
2004-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Electrically-tunable ultra-flat bands and $π$-electron magnetism in graphene nanoribbons
该研究预测一维锯齿形石墨烯纳米带在横向电场下可产生可逆的超平能带，并在电荷掺杂时引发边缘局部磁矩，为诱导强关联电子相提供了新途径。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface-termination dependent magnetism and strong perpendicular magnetocrystalline anisotropy of a FeRh (001) thin film: A density-functional study
FeRh（001）薄膜的磁性强烈依赖于薄膜厚度和表面终端。当体相FeRh的磁基态为G型反铁磁性时，Rh封端的薄膜表现出强的垂直MCA，其能量为+2.1 meV/ $\Box$，比3个$d$磁性金属大两个数量级，其中$\Box$是二维晶胞的面积。虽然Goodenough-Kanamori-Anderson规则的超交换相互作用是至关重要的，在确定的FeRh块体和薄膜的磁地面阶段，磁阶段之间的相互作用和竞争的结果-超交换相互作用，齐纳直接相互作用，和磁能增益。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall magnetism in thin films of orthorhombic manganites
斜方晶系TbMnO 3以及其它斜方晶系锰氧化物的薄膜在立方SrTiO 3衬底上外延生长，显示出在体（反铁磁）对应物中不存在的感应磁矩。在这里，我们表明，有一个明确的相关性之间的域微结构和感应磁矩在TbMnO 3薄膜SrTiO 3。此外，磁化强度与膜厚度的明显依赖性与磁畴磁性不一致，并且表明磁畴壁而不是磁畴是净磁矩的来源。由于畴壁的取向可以通过膜-衬底关系来设计，并且其密度可以随着膜厚度来调整，因此这些结果代表了基于畴壁功能的器件设计向前迈出的重要一步。
2014-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Defect Engineered Magnetism of La2NiMnO6 Thin Films
双钙钛矿La2NiMnO6（LNMO）由于受到结构和磁不均匀性的强烈影响的磁相互作用的竞争而表现出复杂的磁性。本文研究了氧气退火对脉冲激光沉积外延薄膜结构和磁性的影响。关键的观察结果是，较长的退火时间导致饱和磁化强度的降低和铁磁转变温度的提高。我们解释这些结果的基础上外延应变和氧缺陷工程。通过退火的氧富集导致钙钛矿晶格的体积减小。这增加了被面内锁定到SrTiO 3衬底的膜的外延应变。由于随机分布的反位缺陷，增强的应变导致饱和磁化强度降低。氧中退火降低了薄膜中的氧缺陷浓度，提高了铁磁长程相互作用，并导致磁转变温度的升高。
2021-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition and electrically-driven memristive characteristics of SmNiO3 thin films
相关氧化物SmNiO 3（SNO）在130 °C下以块状形式呈现绝缘体到金属转变（MIT）。本文报道了在LaAlO_3（LAO）和Si单晶上沉积的SNO薄膜的合成和电子输运。X射线衍射研究表明，压缩应变的单相SNO上的LAO外延生长，而在Si上，观察到混合氧化物相。MIT观察到在两个衬底上生长的膜的电阻-温度测量中，与电荷传输在平面内的LAO/SNO膜和平面外的Si/SNO膜。电驱动忆阻行为实现在LAO/SNO薄膜，这表明SNO可能是相关的神经形态设备。
2011-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically controlled nonvolatile switching of single-atom magnetism in a Dy@C84 single-molecule transistor
本研究在Dy@C84单分子晶体管中实现电控单原子磁性非易失性切换，磁矩从3.8 μB变为5.1 μB，磁阻从600%增至1100%，为高温高稳定单原子磁存储提供新途径。
2024-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Tailoring Magnetism of Perpendicularly Magnetized MnxGa Epitaxial Films on GaAs for Practical Applications
Mn_xGa薄膜具有高垂直各向异性、高矫顽力和高能量积，在超高密度垂直记录、永磁体、自旋转移矩存储器和振荡器、磁阻传感器以及铁磁金属/半导体异质结器件等方面具有巨大的应用潜力。在这里，我们提出了一个全面的图表，通过使用分子束外延生长在III-V族半导体GaAs上的垂直磁化MnxGa薄膜的有效磁性剪裁的第一次，通过系统地调查宽范围的组合物和详细的生长后退火效应。我们发现，（001）取向的MnxGa薄膜与L10或D 022有序可以在GaAs上结晶在一个非常宽的组成范围从x=0.76到2.6。L10有序MnxGa薄膜具有强的磁化强度、高的磁阻比、巨大的垂直各向异性、高的本征和非本征磁致伸缩率以及大的能量积，这些特性使得这种材料在垂直磁纪录、高性能自旋电子器件和永磁体等方面具有良好的应用前景。相比之下，D 022有序薄膜表现出较低的垂直各向异性和较弱的磁性。生长后退火的MnxGa薄膜的研究表明，高的热稳定性高达450 ℃，和有效的剪裁的磁性可以通过延长退火在450 ℃。这些结果将有助于理解这种材料和设计新的自旋电子器件的具体实际应用。
2013-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface on epitaxy and magnetism in h-RFeO3/Fe3O4/Al2O3 films (R=Lu, Yb)
在Fe_3 O_4（111）/Al_2 O_3（001）衬底上生长了h-RFeO_3（001）（R=Lu，Yb）薄膜，研究了h-RFeO_3（001）/Fe_3 O_4（111）界面对薄膜外延和磁性的影响。所观察到的h-RFeO 3和Fe 3 O 4之间的外延关系表明一个不寻常的匹配的Fe子晶格，而不是匹配的O子晶格。在h-YbFeO_3（001）/Fe_3 O_4（111）/Al_2 O_3（001）薄膜中，h-YbFeO_3（001）薄膜的易磁化轴为面外方向，而Fe_3 O_4（111）薄膜的难磁化轴为面外方向，表明在h-YbFeO_3（001）/Fe_3 O_4（111）界面处存在垂直磁取向。这些结果表明，Fe_3O_4（111）/Al_2O_3（001）是一种很有前途的外延生长h-RFeO_3薄膜的衬底，具有良好的界面，并可用于开发其自旋电子学特性。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Element specific characterization of heterogeneous magnetism in (Ga,Fe)N films
我们采用X射线光谱来表征金属有机气相外延生长的（Ga，Fe）N薄膜中特定合金成分的分布和磁性。此外，光电子显微镜给出了铁离子聚集的直接证据，导致在样品表面附近形成富铁纳米区域。在300 K的中等磁场和剩磁下，Fe的L边处的一个相当大的X射线磁性圆二色性（XMCD）信号将高温铁磁性与Fe（3d）态联系起来。在N-K边缘的XMCD响应突出了N（2 p）态具有相当大的自旋极化。我们得出结论，FeNδ纳米晶，其中δ> 0.25，稳定的铁磁响应的薄膜。
2010-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the magnetism of GaMnAs films by ion irradiation
半导体的离子辐照是以受控方式调节载流子浓度的公知方法。结果表明，GaMnAs薄膜的铁磁性是空穴介导的，He离子辐照可以改变GaMnAs薄膜的铁磁性。矫顽力可提高三倍以上。 当He+辐照流强增加时, 居里温度和沿着样品面外磁化难轴方向的饱和磁场都减小了.辐照GaMnAs层的电学和结构表征表明，磁性的受控剪裁是由产生的电学缺陷对空穴的补偿引起的。
2010-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic non-uniformity and thermal hysteresis of magnetism in a manganite thin film
用X射线反射仪、电子显微镜、电子能量损失谱和极化中子反射仪测量了生长在NdGaO3衬底上的（LaPDMATHABMM Pr $_x$）$_{1-y}$ Ca $_y$ MnO $_{3-δ}$（x = 0.52PDMATHABMR 0.05，y = 0.23PDMATHABMR 0.04，δ = 0.14PDMATHABMR 0.10）单晶薄膜的化学和磁性深度分布。我们的数据表明，薄膜表现出不同的磁相共存的深度的函数。磁性深度剖面与化学成分随深度的变化有关。薄膜中铁磁有序的热滞后表明在低温下发生了一级铁磁相变。
2011-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Proximity effect of vanadium on spin-density-wave magnetism in Cr films
众所周知，铬薄膜中的自旋密度波（SDW）态受到相邻层邻近效应的强烈影响。到目前为止，主要的注意力已被给予的影响所产生的交换相互作用的接口。在目前的工作中，我们报告结合中子和同步辐射散射研究的邻近效应在Cr/V膜的边界条件是由于在界面处的Cr与顺磁性V的杂交。我们发现，V/Cr界面有一个强大的和长期的影响极化，周期，和Néel温度的SDW在相当厚的Cr膜。这种异常强烈的效应是出乎意料的，也不是理论所预测的。
2004-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台，工程超材料与新的新兴性质，利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度（$α\approx 0.3 ^\circ$）处具有体谷电流，并且在魔角（$α\approx 1^\circ$）处具有平坦带。我们发现，调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时，这些能带被半填充，并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态（Stoner不稳定性）。层间电场的应用打破了反转对称性，并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果，我们提出了一个固态平台，实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature magnetism and controlled cation distribution in vanadium ferrite thin films
本研究通过脉冲激光沉积法在MgO衬底上首次成功制备出高质量外延Fe₂VO₄反尖晶石薄膜，证实其具有室温磁性，拓展了尖晶石钒氧化物薄膜体系。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrically activated W-doped VO2 films for reliable, large-area, broadband THz waves modulators
本文提出利用直流磁控溅射生长的W掺杂VO2薄膜实现电控、可靠、大面积、宽带的太赫兹波调制器，证明W掺杂可调控绝缘体-金属转变温度及其电激活转变拓扑结构，并通过原位表征揭示其源于结构畸变。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of epitaxial Tb films on W(110) studied by spin-polarized low-energy electron microscopy
在超高真空中，在干净的W（110）衬底上生长了Tb金属外延薄膜，并利用低能电子显微镜对薄膜进行了原位观察。退火薄膜在自旋极化低能电子显微镜中呈现磁性对比。测定了电子反射率的能量依赖性，并测得其自旋不对称性的最大值约为1%. Tb薄膜的磁化方向为面内。在升高温度时，没有观察到畴分布的变化，而当接近临界温度时，电子反射率的不对称性降低，遵循具有临界指数$β$为0.39的幂律$ \sim (1 - T/T_C)^β$。
2016-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Electrically-Insulating Flexible Films with Quasi-One-Dimensional van-der-Waals Fillers as Efficient Electromagnetic Shields
我们报告聚合物复合材料薄膜含有填料组成的准一维（1D）范德华材料，特别是过渡金属trichalcogenides含有1D结构的图案，使他们的剥离成束的原子线。这些纳米结构的特征在于高达10^6的极大纵横比。具有低负载量的准一维TaSe3填料（低于3体积%）的聚合物复合材料在X波段GHz和EHF亚THz频率范围内显示出优异的电磁干扰屏蔽，同时保持DC电绝缘。这些膜的独特的电磁屏蔽特性归因于即使当填料浓度低于电渗流阈值时，电磁波与高纵横比导电TaSe 3原子线束的有效耦合。这些新的薄膜是有前途的高频通信技术，这需要的电磁屏蔽膜是柔性的，重量轻，耐腐蚀，电绝缘和廉价的。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally and Electrically Conductive Nanopapers from Reduced Graphene Oxide: effect of nanoflakes thermal annealing on the film structure and properties
在这项研究中，我们报告了一种不同的策略，从直接真空过滤制备石墨烯纳米纸。代替常规方法，即在极高温度下对由氧化石墨烯（GO）或部分还原的GO制备的纳米纸进行热退火，我们直接从完全还原的氧化石墨烯（RGO）的悬浮液制造我们的石墨烯纳米纸，所述悬浮液在RGO和在真空中在1700 °C下热退火之后获得。通过使用这种方法，我们研究了热退火对宏观石墨烯基纸物理性能的影响。事实上，我们证明了由退火RGO制备的石墨烯纳米纸的热和电性能的增强受到不存在氧官能团和纳米片形态的强烈影响。因此，我们的方法可以被认为是一个有效的替代经典的方法。
2017-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the microstructure and magnetism of La$_2$CoMnO$_6$ thin films by tailoring oxygen stoichiometry
本文报道了用射频溅射法在（001）STO衬底上生长的铁磁绝缘$_2$薄膜的磁性和结构特性。仔细的结构分析，通过使用同步加速器X射线衍射，允许识别两个不同的结晶取向，是密切相关的氧化学计量和功能（矫顽场和剩磁）的磁滞回线。居里温度和磁滞都取决于氧的化学计量比。原位退火条件允许定制的薄膜的氧含量，因此控制其微结构和磁性能。
2014-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of Ru and Rh thin films on Ag(001) substrate
在最近的X射线磁圆二色性实验中，我们对Ag（001）衬底上的Ru和Rh杂质以及金属膜进行了研究，没有发现与以前的理论工作相矛盾的局域磁矩。据认为，这种不一致性可能有三个主要原因：弛豫，合金化和多体效应。用第一性原理方法研究了上述体系中的一些，在考虑弛豫和合金化的情况下，仍然得到了磁性。对于低覆盖度的体系，Ru（$\sim$ 2.49 $μ_{B}$）和Rh（$\sim$ 2.00 $μ_{B}$）的磁矩都很高.自然地，随着覆盖范围的增加，磁矩接近于零。另外，还发现磁性使弛豫距离增大，而合金化使弛豫距离减小。用Stoner模型解释了磁性的行为。
2008-03-08 cond-mat.mtrl-sci
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
Helicity dependent photocurrent in electrically gated (Bi,Sb)_2Te_3 thin films
已知圆偏振光在室温下在三维拓扑绝缘体中产生依赖于螺旋度的定向光电流。令人惊讶的是，这种现象很容易在光子能量下观察到，这些光子能量将电子激发到远高于自旋动量锁定狄拉克锥的状态，并且螺旋度相关光电流的潜在机制仍然不清楚。我们通过对（Bi，Sb）_2Te_3薄膜中螺旋度相关光电流随光激发入射角、波长和门控化学势的函数关系的全面研究，解决了这个难题。我们的观察使我们能够明确地确定的螺旋度依赖的光电流的主导机制的圆形光电效应。此外，我们使用分析计算将光电流的方向性与拓扑表面态和体能带之间的不对称光学跃迁联系起来。我们获得的见解是重要的工程光自旋电子器件，依赖于自旋和电荷电流的光学转向。
2017-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Indium Tin Oxide film characterization using the classical Hall effect
我们用经典的霍尔效应来表征氧化铟锡（ITO）薄膜的电特性，通过两种不同的技术生长在二氧化硅衬底上。ITO膜具有独特的性质，即它们可以是导电的（并且例如用于栅电极）以及光学透明的（至少在光谱的可见部分中）。在近红外（NIR）中，透射率通常降低。然而，光吸收原则上可以通过生长更薄的膜来补偿。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between defect and magnetism of Ar9+ implanted and un-implanted Zn0.95Mn0.05O thin films suitable for electronic application
用Ar ~（9+）离子注入Zn_（0.95）Mn_（0.05）O的溶胶-凝胶薄膜，注入剂量分别为5 × 10 ~（14）ions/cm ~ 2（低）、1 × 10 ~（15）ions/cm ~ 2（中）和1 × 10 ~（16）ions/cm ~ 2（高）。研究了薄膜的结构、形貌、光学和磁学性质。结构研究证实了单相，纤锌矿结构的薄膜。已从几次测量中证实不存在杂质相。从光学研究中发现，离子注入在薄膜中产生了大量的点缺陷。所有的电影表现出远高于室温（RT）的内在铁磁性（FM）证明从磁场和温度依赖的磁化测量。Ar ~（9+）离子注入高剂量时，磁化强度达到最大值。其显示RT饱和磁化（MS）值为0.69emu/gm。所观察到的FM已与本征缺陷的比例，如，锌和氧空位和MS的值。缺陷诱导的束缚磁极化子的形成实际上控制FM。这些薄膜在透明自旋电子器件中的应用也得到了展示。
2013-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of 3d transition metal atoms on W(001): submonolayer films
我们研究了3d过渡金属在W（001）表面的无规亚单层膜。采用紧束缚线性muffin-tin轨道方法结合相干势近似计算了薄膜的电子结构。通过比较相应系统的总能量，我们估计了局域磁矩和不同磁结构的稳定性，即铁磁序、无序局域磁矩和非磁态。已经发现，V和Cr的磁矩随着覆盖度的减小而减小并最终消失。另一方面，Fe在从单个杂质到单层覆盖的整个浓度范围内保持大致相同的磁矩。Mn是Cr和Fe之间的中间情况，因为它在非常低的覆盖率下是非磁性的，否则是铁磁性的。
2006-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Size effect on magnetism of Fe thin films in Fe/Ir superlattices
在铁磁薄膜中，当厚度从$n$到$n+1$原子平面变化时，居里温度随厚度的变化总是被认为是连续的。我们发现，这是不是在Fe/Ir超晶格中的Fe的情况。对于一个整数的原子平面，观察到一个独特的磁过渡的磁化率测量，而两个磁过渡的分数的平面。这种行为归因于具有$n$和$n+1$原子平面的区域的连续转变，其中$T_c$不相同。事实上，磁相关长度大概比阶地的平均大小要短。进行蒙特卡罗模拟以支持这一解释。
2001-02-28 cond-mat.mtrl-sci
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
Theoretical study on the electric field effect on magnetism of Pd/Co/Pt thin films
基于第一性原理计算，我们研究了$(001)$ /Co/Pt薄膜结构中Pt层在外加电场作用下的电磁性质.由于Co底层，表面Pt层具有通过外部电场修改的感应力矩。场诱导的变化可以解释由修改后的自旋相关轨道杂化随场强的非线性变化。我们计算的X射线吸收和X射线磁圆二色光谱的外加电场和检查其影响的光谱在Pt层周围的L $_{2}$和L $_{3}$边缘。我们还确定了层相关的磁晶各向异性，并表明各向异性可以很容易地在不同的层由外部电场调谐。
2020-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism tailored by mechanical strain engineering in PrVO$_3$ thin films
具有ABO $_3$钙钛矿结构的过渡金属氧化物表现出强烈的纠缠结构和电子自由度，因此，人们期望通过各种外部刺激作用于晶格来揭示奇异的相和性质。以Jahn-Teller活性钒酸盐PrPDMATHABMN V $^{3+}$ O $_3$化合物为模型体系，研究了PrVO $_3$ Néel温度T $_N$作为薄膜生长时相对于体相可提高40 K.使用先进的实验技术，这种增强是明确归因于所经历的薄膜的外延压缩应变所产生的四方性。第一性原理模拟不仅证实了实验结果，但他们也揭示了应变促进了前所未有的轨道有序的V $^{3+}$ d电子，强烈有利于反铁磁相互作用。这些结果表明，准确控制结构方面是揭示氧化物中意外相的关键。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Orientation-dependent magnetism and orbital structure of strained YTiO$_3$ films on LaAlO$_3$ substrates
用第一性原理方法研究了生长在LaAlOPDMATHABMM（$110$）衬底上的YTiOPDMATHABMM薄膜的应变调谐磁性，并与（$001$）取向的薄膜进行了比较.在（$110$）衬底上制备的薄膜具有铁磁性，而在（$001$）衬底上制备的薄膜具有A型反铁磁性。这种取向依赖的磁性归因于YTiO $_3$薄膜的精细轨道有序性。对于（$001$）型，$d_{xz}$ / $d_{yz}$型轨道排序占优势，但对于（$110$）型，$d_{xy}$轨道大部分被占据，加上$d_{xz}$ / $d_{yz}$轨道的少量贡献.此外，晶格失配对于（$110$）情况是适度的，但对于（$001$）情况更严重，这也是造成这种对比磁性的原因。
2014-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin and Orbital Magnetism in UH2 Thin Films Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences (FZU)（捷克科学院物理研究所）；Centrum výzkumu Řež（雷什研究中心）；European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)（欧洲同步辐射装置）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）；Normandie Univ, UNICAEN, ENSICAEN, CNRS, Laboratoire CRISMAT（诺曼底大学、卡昂大学、ENSICAEN、法国国家科学研究中心CRISMAT实验室）；European Commission, Joint Research Centre (JRC)（欧盟委员会联合研究中心）
通过X射线磁圆二色性谱研究UH2薄膜中自旋与轨道磁性，发现其铁磁有序及5f磁矩特征，揭示薄膜合成对稳定UH2和探测5f磁性的重要性。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Controlled Anomalous Hall Effect and Orbital Magnetization in Topological Magnet MnBi2Te4
提出内在机制解释MnBi2Te4薄膜的奇偶效应，通过两种反铁磁态及轴子电动力学阐明电控反常霍尔与轨道磁化的奇偶振荡。
2024-03-18 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
Electrically Tunable Wafer-Sized Three-Dimensional Topological Insulator Thin Films Grown by Magnetron Sputtering
三维（3D）拓扑绝缘体（TI）由于其强的自旋轨道耦合和独特的表面电子结构而成为各种电子和自旋电子器件的候选材料。快速、低成本制备与传统半导体工艺兼容的大面积TI薄膜是TI实用化的关键。在这里，我们表明，晶片大小的Bi 2 Te 3家族TI和磁性TI薄膜具有体面的质量和良好的控制的组成和性能可以制备非晶SiO2/Si衬底上磁控共溅射。SiO2/Si衬底使我们能够在p型和n型行为之间电调谐（Bi 1-xSbx）2 Te 3和Cr掺杂（Bi 1-xSbx）2 Te 3 TI膜，从而研究与拓扑表面态相关的现象，例如量子反常霍尔效应（QAHE）。这项工作显着促进了基于TI的电子和自旋电子学应用的设备的制造。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlling permeation in electrically-deforming liquid crystal network films: a dynamical Landau theory
液晶网络利用液晶介晶的响应度之间的耦合，例如，到电场，以及聚合物网络的（粘）弹性。正因为如此，这些材料已经被提出用于广泛的应用，包括响应表面，如人造皮肤和膜。对于这样的应用，所需的功能响应通常必须在严格的几何约束下实现，例如由支撑的薄膜提供。为了模拟这样的设置，我们提出了一个动态的，空间异质性朗道型理论的电驱动液晶网络膜。我们发现，液晶网络的响应渗透的膜从上到下，并说明这如何影响与宏观变形的时间尺度。最后，通过将我们的模型参数连接到实验量，我们建议可以通过改变介晶的纵横比和它们在交联成聚合物网络时的取向顺序来控制渗透速率，为此我们预测一个单一的最佳值。我们的研究结果有助于具体的合理设计未来的应用，涉及运输或按需释放的分子货物在液晶网络膜。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetism in (Ga,Mn)As Thin Films With TC Up To 173K
研究了Mn含量在1 ~ 9%范围内的（Ga，Mn）As薄膜的磁性。铁磁转变温度TC高达173 K。结果进行了比较的齐纳平均场论的预测。我们发现没有证据表明TC的基本限制。
2004-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically tunable surface-to-bulk coherent coupling in topological insulator thin films
我们研究了由拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3薄膜图案化的密度可调微器件中的相干输运。该器件表现出明显的电场效应，包括开/关比为500%的电阻双极调制。我们发现，弱反局域化（WAL）校正电导是敏感的相干耦合通道的数量，其中在TI包括顶部和底部表面和散装载流子。通过施加栅极电压和在升高的温度下，这些被分离成相干独立的通道。我们的结果是一致的模型，其中通道分离是由相干时间和表面-体散射时间之间的竞争。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nature of magnetism and transport in BxCyNz thin films: The intriguing role of nitrogen defects in the electronic structure
硼碳氮化物（BxCyNz）代表了一个有趣的材料家族，包含所有轻元素和二维石墨烯类混合层。虽然有丰富的文献存在于这种特殊的材料在化学处理的形式，有相对较少的报告，设备应用价值的薄膜形式。这种形式也提供了一个自然的平台，为基础研究的重要方面，如磁性和运输，这引起了人们的注意，在掺杂和缺陷碳系统的铁磁性的背景下。因此，在这项工作中，我们已经使用脉冲激光沉积（PLD）方法生长的这种化合物的薄膜，并研究其磁性和输运性质的整体以及详细的电子结构，使用各种光谱技术，如X-射线光电子能谱学（XPS），价带光谱（VBS）和X-射线吸收近边光谱（XANES）。在深入分析的典型作用的掺杂剂和缺陷，特别是普遍的氮缺陷，阐明使用密度泛函理论（DFT）计算，以了解实验观察。在该系统中观察到一个戏剧性的交叉的载流子的传输机制的特定的氮缺陷的掺杂水平的变化。BCN薄膜的饱和磁化强度比同样生长的未掺杂碳薄膜的饱和磁化强度高出近百倍。在低温下还观察到反常的相变和矫顽场的增加。仔细的分析带来了有趣的作用，特定的氮缺陷在定义这个系统的物理性质的特殊性质和浓度依赖性。
2018-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable magnetism and unique intralayer charge transfer in Janus monolayer MnSSe for spintronics applications
由于与磁场相比，电场可以容易地局部施加，因此通过纯电学手段控制二维（2D）材料的磁性和电子性质对于高效自旋电子器件是至关重要的并且是高度寻求的。最近发现的2D Janus晶体由于其破缺的反转对称性质，为纳米电子学和自旋电子学提供了一个新的平台。本征铁磁Jauns单层，因此，可调的物理性质，因此，极大的兴趣。通过全面的密度泛函理论计算和蒙特卡罗模拟，我们揭示了单层MnSSe是一种本征铁磁半金属，在自旋下降通道中的直接带隙为1.14 eV，居里温度约为72 K。交换耦合可以分别通过空穴和电子掺杂显著增强或淬灭。特别地，少量的空穴掺杂MnSSe可以在面外和面内方向之间调节其易磁化轴，这有助于设计用于自旋相关输运的2D自旋场效应晶体管。我们还发现了一个可逆的纵向层间电荷转移之间的S和Se层的第一次是高度敏感的外加电场。有趣的是，电荷流的方向和外加场的方向是相同的。这种行为起源于外部场和内部场的共存和/或竞争。这些发现，加上良好的稳定性和大的面内刚度，可以大大促进基于2D MnSSe晶体的纳米电子学和自旋电子学器件的发展。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Floquet Engineering of Magnetism in Topological Insulator Thin Films
在拓扑材料的磁性的动态操纵演示在这里通过Floquet工程方法使用圆偏振光。随着激光场强度的增加，磁掺杂拓扑绝缘体薄膜除了发生预期的拓扑相变外，还发生了从铁磁性到顺磁性的磁相变，其临界行为强烈依赖于量子猝灭。与平衡态相比，非平衡态的居里温度随时间尺度和实验装置的不同而变化，并不完全依赖于拓扑结构的变化。我们的发现加深了对非平衡态下拓扑结构与磁性之间关系的理解，并将光电子器件的应用扩展到拓扑材料。
2021-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring ferromagnetism through electrically controlled morphology
人工多铁性材料中的逆磁电耦合通常通过三种可能的机制来模拟：电荷转移、应变介导或离子迁移。在这里，我们展示了一种新的和高度可靠的方法，其中电控形态修改控制的磁电异质结构，特别是铁电PMN-PT（001）衬底上的FexMn1-x铁磁薄膜的铁磁响应。铁电PMN-PT基板目前，在对应于电气开关，完全可逆的形态变化在表面上，对应于FexMn1-x膜的铁磁响应的可再现的修改。通过原子力显微镜进行的形貌分析表明，在施加高达6 kV/cm的正电场后形成表面裂纹，在施加相同幅度的负电压后这些裂纹消失。在operando X射线磁性圆二向色光谱在Fe边缘的FexMn1-x层显示局部的二向色信号的变化高达2.5倍的电驱动的形态状态的函数。这些研究结果突出了形态和表面形貌的作用，作为一个关键方面的磁电耦合，其证明的电可逆修改的磁响应增加了一个新的可能性，在设计的多铁性异质结构与电控功能。
2018-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the coupling between applied stress and magnetism in a manganite thin film
我们用极化中子反射法测量了（La_（1-x）Prx）_（1-y）CayMnO_3（x = 0.60 \pm 0.04，y = 0.20 \pm 0.03）薄膜的磁化深度随外加弯曲应力的变化。从这些测量中，我们得到了一个耦合系数应变的深度相关的磁化。我们发现，沿磁易轴的压缩（拉伸）弯曲应力的应用程序增加（减少）的磁化膜。
2012-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically Tunable Conductance and Edge Modes in Topological Crystalline Insulator Thin Films: Tight-Binding Model Analysis
基于镜像对称性和离散旋转对称性，提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜的最小紧束缚模型。基本项由描述外尔半金属的自旋-轨道相互作用组成，其中无隙狄拉克锥出现在动量空间中的所有高对称点处。然后，我们引入的质量项提供的差距狄拉克锥在我们的处置。它们模拟了由[001]、[111]和[110] TCI表面制成的薄膜。TCI薄膜是由镜像对称性保护的拓扑绝缘体。利用电场破缺镜像对称性，分析了镜陈数、边缘模和电导。我们提出了一种多位拓扑场效应晶体管，通过施加电场独立的纳米晶体管的右边缘和左边缘。我们的结果将为拓扑电子学开辟一条新的途径。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of interface magnetism in Fe/Alq3 bilayer
研究了Fe在有机半导体薄膜（Alq_3）上的界面磁性和拓扑结构，并与直接沉积在Si（100）衬底上的Fe薄膜进行了比较。为了获得Fe/Alq 3界面处扩散Fe层的信息，掠入射核共振散射（GINRS）测量通过在界面处引入95%富集的薄57 Fe层并在层状结构内产生X射线驻波来进行深度选择性。与在Si衬底上生长的Fe薄膜相比，在Si衬底上生长的Fe薄膜表现出32 T的超精细场值（体Fe），已经发现了厚的Fe-Alq 3界面，其电子密度和超精细场降低，这提供了Fe原子深入Alq 3薄膜的证据。由于Alq 3的软性质，Fe矩在膜平面中松弛。同时，由于Si附近的应力和粗糙的Fe层，Si上的Fe在界面处具有约43度的Fe力矩的面外取向。利用原位磁光克尔效应（MOKE）和小角X射线散射（SAXS）测量方法，研究了Fe在Alq 3表面生长过程中Fe-Alq 3界面磁性的演化。结果发现，Fe原子试图组织成团簇，以最大限度地减少其表面/界面能。界面处2.4nm厚的磁死层的起源归因于顺磁或超顺磁性质的小Fe团簇。目前的工作提供了一个理解的界面磁性在金属有机界面和拓扑研究使用的GI-NRS技术，这是深度选择性探测磁性的扩散铁磁层，这是很难的实验室为基础的技术。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial and Surface Magnetism in Epitaxial NiCo2O4(001)/MgAl2O4 Films
该研究结合磁测量、XMCD 与 SPIPES 表征超薄 NCO/MgAl2O4 薄膜，揭示最优层、反铁磁耦合界面层及表面磁倾斜，并以有限尺寸标度和界面扩散解释其磁性。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Direct demonstration of the emergent magnetism resulting from the multivalence Mn in a LaMnO3 epitaxial thin film system
原子工程氧化物异质结构为创造新的状态提供了肥沃的土壤。例如，在两个氧化物绝缘体之间的界面处的二维电子气，巨大的热电塞贝克系数，从其他非磁性成分中出现的铁磁性，以及巨大的离子电导率。广泛的研究工作表明，氧缺乏或晶格应变在确定这些意想不到的性质中起着重要作用。在这里，通过研究突然存在的强大的铁磁性（高达1.5 uB/Mn）在LaMnO 3基异质结构，我们发现Mn的多价态，发挥了决定性的作用，在出现铁磁性，否则反铁磁性的LaMnO 3薄膜。结合空间分辨电子能量损失谱，X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性技术，我们确定明确的铁磁性结果从传统的Mn 3 +-O-Mn 4+双交换机制，而不是界面效应。相反，在界面附近的5个晶胞的磁死层被发现伴随着电子重构引起的Mn 2+的积累。这些发现提供了一个尚未被探索的Mn的多价态对未掺杂的锰氧化物外延薄膜，如LaMnO 3和BiMnO 3的涌现磁性，并为全氧化物自旋电子器件提供了新的思路。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain driven magnetism in thin films of LaCoO3
用第一性原理电子结构计算方法研究了LaCoO 3（LCO）上外延膜的电子结构。自旋态的转变被发现发生作为晶格应变的函数冻结在中间自旋状态的非零应变。与早期的推测相反，发现这是由衬底应变引起的，并且角度变化很小。中间自旋态也稳定了基态的铁磁性。本文还解释了LCO薄膜的X射线吸收谱与温度的反常关系以及LCO薄膜在（LaAlO_{3}）_{0.3}（SrAlTaO_{6}）_{0.7}$（LSAT）上的X射线吸收谱不存在这种反常关系。
2009-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structure, site-specific magnetism and magneto-transport properties of epitaxial D0$_{22}$ Mn$_2$Fe$_x$Ga thin films
铁磁性Mn $_2$ Fe $_x$ Ga $(0.26 \leq x \leq 1.12)$薄膜的特征在于通过X射线衍射，SQUID磁强计，X射线吸收光谱，X射线磁圆二色性和穆斯堡尔谱，目的是确定这个四元，D 0 $_{22}$结构的Heusler化合物的结构和特定的位置的磁性。采用磁控共溅射法制备了表面粗糙度（$\sim 0.6$ nm）较低的高质量外延薄膜。四元畸变沿$c$ -轴诱导强垂直磁各向异性，具有典型的矫顽场$μ_0 H\sim 0.8$ T和范围从$6$到$8$ T的各向异性场。在增加Fe含量$x$时，可以在整个$x$范围内保持基本的单轴各向异性$K_\mathrm{u} \geq 1.0$ MJ/mPDMATHABMX，而化合物的磁化强度从$400$降低到$280$ kA/m。总磁化强度几乎完全由亚铁磁性Mn和Fe亚晶格产生的自旋矩之和给出，后者与前者之一铁磁耦合。轨道磁矩实际上是淬灭的，对磁化强度的贡献可以忽略不计。通过点接触Andreev反射测量，具有$x=0.73$的膜表现出$2.5$ %的高反常霍尔角和高于$51$ %的高费米能级自旋极化。Fe取代的Mn $_2$ Ga膜是高度可调的，具有高各向异性、低磁化强度、明显的自旋极化和低表面粗糙度的独特组合，使它们成为横向尺寸低至$10$ nm的热稳定自旋转移矩开关纳米磁体的非常强的候选者。
2017-04-05 cond-mat.mtrl-sci
High-Efficiency Electrically Switchable Nonvolatile Thermal Transistor with Multiple Thermal Conductivity States Based on Ferroelectric HfO2
针对纳米级热逻辑电路缺乏高效可控非易失性热晶体管的问题，本研究利用铁电o-HfO₂薄膜结合分子动力学模拟与机器学习势，实现四种可逆热导率态，2%应变下开关比达171%，为热逻辑电路发展提供新路径。
2025-03-23 cond-mat.mtrl-sci
New Research Trends in Electrically Tunable 2D van der Waals Magnetic Materials
最近发现的二维（2D）范德华（vdW）磁性材料为基础科学和技术应用提供了新的、前所未有的机会。与三维（3D）磁系统不同，vdW磁性的电操纵（例如，磁化状态、磁各向异性、磁有序温度）下降到环境条件下的单层极限使得能够实现高效率操作和低能耗，这具有彻底改变自旋电子学、自旋热电子学和谷电子学领域的潜力。本文深入分析了从金属到半导体和异质结构的各种2D vdW磁性系统的磁功能电操纵的最新进展、新出现的机遇和技术挑战。在这些二维vdW磁系统中，对磁电调制机制的最新理解将推动未来的研究在自旋电子学、自旋热电子学、谷电子学和量子计算中的新应用。
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Reversible enhancement of the magnetism of ultrathin Co films by H adsorption
用从头计算方法研究了H吸附对Ru（0001）表面上Co-Co薄膜的结构、电子和磁性的影响。我们的计算预测，H占据中空网站保持二维3重对称性。一个完整的H覆盖层的形成导致一个非常稳定的表面与强H-Co键。H倾向于抑制表面特征，特别是抑制裸膜的磁矩的增强。H诱导的效应主要限于与H键合的Co原子，与H覆盖度或Co膜的厚度和结构无关。然而，对于部分H覆盖率的显着增加发生在磁矩的表面Co原子不键合到H，导致表面磁性的净增强。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and electronic structure of YTiO$_3$ thin films
采用脉冲激光沉积法，采用逐层外延生长的方法制备了高质量的（001）取向（赝立方）铁磁YTiO $_3$薄膜。结构，磁性和电子性质，其特征在于反射高能电子衍射，X射线衍射，振动样品磁强计，元素分辨共振软X射线吸收光谱。为了揭示组成钛离子的铁磁性，X射线磁性圆二色性光谱进行了使用四个探测模式探测互补的空间尺度，克服了探测铁磁性钛与纯Ti 3+（3d $^1$）的挑战。我们的工作提供了一个途径，以区分钛和A位磁性稀土阳离子在决定磁性的稀土钛酸盐薄膜和异质结构的作用。
2015-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
