High temperature ferromagnetism in Co-implanted TiO2 rutile
本文报道了不同注入剂量的Co离子注入金红石型TiO_2单晶的结构、磁性和电子性质。在室温及以上的强铁磁性观察到在TiO2金红石板钴离子注入后，与钴离子注入剂量依赖的磁性参数。虽然结构数据表明金属钴簇的存在下，在XAS光谱中的钴L3边缘的多重态结构给出了明确的证据，为一个替代的钴2+状态。对Co离子注入TiO2薄膜的结构和磁性能进行了详细的分析，结果表明Co离子注入TiO2薄膜中存在两个磁相。一种是由于注入的磁性钴离子在金红石相中形成长程铁磁有序而形成的铁磁相，另一种是由于注入区形成金属钴团簇而形成的超顺磁相。利用X射线共振磁散射技术研究了Co离子注入TiO_2单晶中Co、O和Ti的元素比磁化强度。磁二向色性观察到在钴L的边缘，以及在O K边缘。本文还讨论了导致取代钴离子在基质中形成铁磁有序的相互作用机制。
2008-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous hardening of spin waves in cobalt/molecular-semiconductor heterostructures reveals strongly anisotropic spinterface magnetism
本研究利用超快时间分辨磁光光谱探究钴/分子半导体异质结构的磁动力学，发现其自旋界面存在高度各向异性的低温超顺磁性，揭示了分子化学吸附对自旋界面磁性的调控作用，为自旋电子应用提供支撑。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance force microscopy on microscopic cobalt single layer films
本文报道了用磁共振力显微镜（MRFM）对Co单层薄膜的铁磁共振信号进行机械检测。在厚度为500埃和1000埃、横向尺寸为40 × 200微米^2的微观Co薄膜的铁磁共振谱中，可以清楚地观察到磁各向异性场的变化和的不均匀性。这表明了重要的潜力，MRFM检测FMR持有的磁性层状材料和设备的磁性能的空间分布的微观表征。
1998-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Ion-Irradiation-Induced Cobalt/Cobalt Oxide Heterostructures: Printing 3D Interfaces
将铁磁（FM）层与非铁磁层分开的界面由于自旋-轨道耦合和对称性破缺而提供独特的性质，产生诸如交换偏置、垂直磁各向异性、自旋泵浦、自旋转移扭矩、电荷和自旋电流之间的转换以及相反的效果。这些界面现象对磁性数据存储和传输应用起着至关重要的作用，这些应用需要形成嵌入非铁磁基质中的FM纳米结构。在这里，我们调查的可能性，创建这样的纳米结构的离子辐照。我们研究了横向限制对非磁性金属氧化物（例如，反铁或顺磁）以形成铁磁金属。我们的研究结果后来被利用，以形成3维之间的磁性界面的Co，CoO和Pt的空间选择性照射的CoO/Pt多层膜。我们证明了O原子的机械位移在从绝缘的非铁磁性钴氧化物还原为金属钴的过程中起着至关重要的作用。金属钴在生成的Co/Pt纳米结构中产生垂直磁各向异性，并且在低温下在Co和CoO之间的垂直界面处产生交换偏置。如果推动到离子辐照技术的极限，这种方法原则上可以实现密集封装的原子级铁磁点接触自旋扭矩振荡器（STO）网络的创建，或者用于基于电流限制路径的电流平面巨磁阻读取头的导电通道。
2020-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Nanosized superparamagnetic precipitates in cobalt-doped ZnO
在室温下是否存在长程铁磁有序的半导体仍然是有争议的。一个特别重要的问题是二次磁相的存在，如集群，偏析等。这些往往是乏味的检测，导致矛盾的解释。我们发现，在我们的钴掺杂ZnO薄膜同质外延生长在单晶ZnO衬底的磁性毫不含糊地源于金属钴纳米夹杂物。磁性行为进行了研究，SQUID磁强计，X射线磁性圆二色性，和交流磁化率测量。结果进行了相关的高分辨率X射线衍射，透射电子显微镜和电子光谱成像的基础上详细的微观结构分析。没有发现稀释钴磁矩之间载流子介导的铁磁交换的证据，相反，结合数据提供了明确的证据，表明所观察到的室温铁磁行为源于纳米尺寸的超顺磁性金属钴沉淀。
2008-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of ferromagnetism by nickel doping in the 112 cobaltite EuBaCo2O5.50
有序的缺氧钙钛矿EuBaCo 2-xNixO 5. 50的研究表明，由镍的钴位的掺杂诱导在低温下在反铁磁基质EuBaCo 2 O 5. 50的强铁磁成分。该系统确实表现出相分离，即由嵌入在反铁磁基质EuBaCo2O5.50的铁磁域。此外，在40 K时，首次观察到了未掺杂相和镍掺杂相的磁性转变，这可归因于低于此温度时Eu ~（3+）磁矩的铁磁有序化。此外，观察到尖锐的超磁化多步骤低于5 K，在一个强钉扎系统的磁畴壁的运动的特点和非常不同的任何变磁转变。
2006-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic metallic Sr-rich Ln$_{1/2}$A$_{1/2}$CoO$_3$ cobaltites with spontaneous spin rotation
Pr $_{0.50}$ Sr $_{0.5}$ 0 CoO $_3$钙钛矿在其余铁磁/金属Ln $_{0.50}$ Sr $_{0.50}$ CoO $_3$化合物中表现出独特的磁结构性质。突然的正交-四方（Imma $\to$ I4/mcm）结构转变产生了与温度和外部磁场相关的不寻常的磁性行为。特别是，对称性的变化是负责在这种金属氧化物中的自发自旋旋转。我们研究了半掺杂Ln $_{0.50}$（Sr $_{1-x}$ A $_x$）$_{0.50}$ CoO $_3$钴酸盐，改变A位阳离子（二价阳离子和镧系元素）的离子半径rA，以完成T-rA相图。研究了结构畸变和A阳离子尺寸对金属态自旋自发重取向的影响。由于磁化强度的重新取向是由温度引起的正交畸变的崩溃驱动的，结构对称性的仔细调查提出了不同的富锶半掺杂钴酸盐的结构畸变的组成和温度的变化。这些钙钛矿的相图中的区域，其中磁对称性的相位Fm ′ m ′ m取代Im ′ m ′ a对称性的相位，在铁磁/金属钴矿的这个家族中确定。在该区域中，磁化方向在a-b平面内相对于第二平面旋转了45度。
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Stress controlled magnetic properties of Cobalt nanowires
我们研究了嵌入纳米多孔阳极氧化铝模板中的铁磁性钴纳米线复合材料的磁性。我们观察到纳米线的饱和磁化强度和矫顽场在低于100 K时有异常的增加。我们还报告了一个不寻常的交换偏置效应在纳米线低于100 K的外观。我们认为，我们的结果可以理解的基础上，不同的磁能尺度之间的竞争引起的显着的应力作用在纳米线在低温下。该复合材料表现为一种有效的介质，其中纳米线的磁各向异性可以通过纳米线上的应力方便地控制。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a possible diluted ferromagnetism above room temperature in cobalt-substituted LaTa(O,N)3-d
自2000年以来，在材料研究中的密集努力开发了在室温以上表现出高温（HT）铁磁性的稀磁半导体，但没有成功。在此，实现了基于钙钛矿型氮氧化物LaTa 1-xCox（O，N）3-d（x = 0.01，0.03，0.05）的可能的第一块体稀释HT-铁磁非金属材料。合成粉末的居里温度超过600 K，样品的磁化强度足够大，可以直接被永磁体吸引。钴簇作为所观察到的HT-铁磁性的可能来源可以排除，因为所有应用的表征方法验证相纯度。应用常规和元素特定的磁力意味着铁磁中间自旋（IS）的Co 3+，这是包括在铁磁基质。这表明现有的晶体结构，观察到的阴离子空位，和引入的钴离子之间的复杂的磁相互作用。这些结果为进一步稀释HT铁磁半导体的实验研究和设计奠定了基础。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Six-fold in-plane magnetic anisotropy in Co-implanted ZnO (0001)
用铁磁共振（FMR）技术研究了不同Co注入剂量下生长在单晶Al_2 O_3（11-20）衬底上的ZnO（0001）薄膜的磁各向异性。铁磁共振数据表明，易轴和难轴具有60度的周期性在膜平面，在协议的ZnO薄膜的六角结构。这六倍的面内磁各向异性，这是第一次在ZnO基稀磁半导体中观察到的，归因于在ZnO结构中的Zn位点上的钴的替代，并且清楚地表明在单晶ZnO薄膜中的替代钴离子之间的长程铁磁有序。
2010-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dose dependence of ferromagnetism in Co-implanted ZnO
本文研究了在Al_2O_3（1120）衬底上生长的ZnO（0001）薄膜在不同注入剂量和较宽温度范围内的结构、磁性和电学性质。观察到强室温铁磁性，磁性参数取决于钴注入剂量。对Co注入ZnO薄膜的结构和磁性进行了详细的分析，结果表明Co注入ZnO薄膜中存在两个磁性相。一个是铁磁相，由于在ZnO层中注入的磁性钴离子之间形成长程铁磁有序，第二个是超顺磁相，这是由于在Al2O3衬底中形成金属钴簇而发生的。用X射线共振磁散射方法研究了钴、氧和锌的元素比磁化强度。磁二向色性观察到在钴L2，3的边缘，以及在O K边缘。此外，还观察到了反常的霍尔效应，支持了Co注入ZnO薄膜的铁磁性本质。
2008-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preparation of Cobalt Thin Films by Sputtering Systems and Its Magnetic Characterization
采用磁控溅射沉积技术制备了不同厚度的钴薄膜。用X射线光电子能谱学（XPS）和石英晶体监测（QCM）对薄膜厚度进行了测定。XPS也被用来确定膜的质量。利用铁磁共振技术（FMR）测试了薄膜的磁性能.
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Magnetic and Electron Transport Properties of Ordered-Disordered Perovskite Cobaltites
稀土钙钛矿型钴酸盐具有丰富的物理和化学性质，在相同的组成下具有有序-无序结构，因此越来越被认为是重要的材料。除了类似锰氧化物的巨磁电阻效应外，不同形态的钴氧化物还表现出自旋、电荷和轨道有序、电子相分离、绝缘体-金属转变、低温下的大热电功率等有趣的现象。此外，钴酸盐的庞磁电阻效应可以用作磁数据存储的读头，也可以根据其特殊的性能在其他应用中使用。A位有序无序钴酸盐表现出铁磁性和金属-绝缘体转变以及其他性质取决于组成，A位阳离子的大小和各种外部因素，如压力，温度，磁场等有序钴酸盐，具有112型层状结构，也被报道有一个有效的更强的电子耦合由于分层A位阳离子有序。本文重点研究了La-Ba-Co-O系有序-无序钙钛矿相，该相表现出有趣的磁性和电子输运性质，具有铁磁转变，TC ~ 177 K，是镧系的第一个成员。Zener双交换机制被认为是理解铁磁金属相基本物理的关键，但不能清楚地解释绝缘型相。本文从电子输运的角度出发，用不同的跳跃模型讨论了铁磁-金属态或绝缘/半导体态。
2010-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine interaction in cobalt by high-resolution neutron spectroscopy
我们用高分辨中子背散射谱研究了元素Co的铁磁相变。我们在Co核上用超精细场监测了核能级的分裂。这种超精细分裂的能量被确定为铁磁相变的序参量。通过测量能量与温度的关系，确定了临界指数$β= 0.350 \pm 0.002$和$T_{\text{C}} = 1400$ ~K的铁磁居里温度。临界指数的计算结果与三维Heisenberg模型的预测值（0.367）比以前用NMR测定的结果更接近。
2018-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism in cobalt doped n-GaN
报道了Co+注入形成的Co掺杂n-GaN退火后样品的铁磁有序性。最高居里温度~ 250 K的记录为样品与8原子%的Co。粒子诱导的X射线发射沟道研究证实了在Ga晶格位的替代Co。磁性杂质周围的局部原子排列也使用拉曼研究进行了分析。一个无序的模型与载体介导耦合的本地磁矩负责观察到的铁磁有序。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Role of charge carriers for ferromagnetism in cobalt-doped rutile TiO2
综述了一种高温铁磁氧化物半导体--掺钴金红石型TiO 2的电磁性质。采用激光分子束外延技术在蓝宝石衬底上生长了不同电子密度和钴含量的掺钴金红石型TiO 2外延薄膜。磁化强度，磁性圆二色性，和异常霍尔效应测量的结果进行了检查，样品与系统地变化的电子密度和钴含量。高电子密度和钴含量的样品表现出高温铁磁性，说明铁磁性是由载流子引起的。
2008-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Strong Room-Temperature Ferromagnetism in Co2+-Doped TiO2 made from Colloidal Nanocrystals
合成了Co掺杂TiO 2纳米晶，并通过电子吸收光谱、磁圆二色性光谱、透射电子显微镜、磁化率、Co K壳层X射线吸收光谱和扩展X射线吸收精细结构测量对其进行了研究。纳米晶体是顺磁性的表面钝化配体隔离时，弱铁磁性（Ms = 1.5 × 10-3 mB/Co2+在300 K）聚集时，和强铁磁性（Ms = 1.9 mB/Co2+在300 K）旋涂成纳米晶薄膜时。X射线吸收数据表明，钴是在Co2+氧化态在所有样品。除了提供强有力的实验支持存在的内在铁磁性的钴掺杂的二氧化钛，这些结果表明，使用胶体二氧化钛稀释磁性半导体纳米晶体作为积木组装铁磁半导体纳米结构与潜在的自旋电子学应用的可能性。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-modified inverse Spin Hall Effect in palladium-cobalt bi-layer films
测量了含Pd层和Co层的双层膜中Pd层对氢气的吸收对材料中逆自旋霍尔效应（iSHE）的影响。iSHE由钴层中的铁磁共振驱动。在这些条件下，iSHE被视为跨Pd层的直流电压。在氢气的存在下，iSHE峰与材料的铁磁共振吸收峰一起在所施加的场中向下移动。同时，观察到iSHE峰高及其宽度的增加。我们的分析表明，这些观察结果可能被解释为在氢气的存在下，钯层的自旋霍尔角的减少。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Unusual Exchange Bias Associated with Phase Separation in Perovskite Cobaltites
我们报告的观察不寻常的交换偏置现象，在掺杂的钙钛矿钴酸盐La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}（x = 0.15，0.18，和0.30），其中一个自发的相分离成嵌入在一个非铁磁基质的铁磁簇发生。当La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}样品在静态磁场中冷却通过冻结温度时，磁化磁滞回线表现出交换偏置，即，环移动到负磁场并且磁化变得不对称。当测量磁场足够大时，交换偏置消失。这些结果表明，在自发相分离系统中的本征相不均匀性可能会导致场冷却后的界面交换各向异性。强磁场中交换偏置的减小归因于铁磁区随磁场增大而扩展。
2005-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial chemistry meets magnetism: comparison of $Co/Fe_3O_4$ and $Co/α-Fe_2O_3$ epitaxial heterostructures
利用微观与光谱方法对比研究了$Co/Fe_3O_4$与$Co/α-Fe_2O_3$外延异质结构的界面化学与磁性，发现界面钴氧化与铁还原引发未补偿磁矩和轨道磁矩增强，且钴与氧化铁间存在铁磁耦合。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Review on Giant Magnetoelectric effects in Oxide ferromagnetic/ferroelectric Layered Structures
讨论了层状铁氧体-锆钛酸铅（PZT）和层状镧铈矿-PZT的合成及巨磁电相互作用的观察。在我们的研究中使用的铁氧体包括纯的和Zn取代的钴，镍和锂铁氧体。所使用的铁磁锰氧化物包括钙和锶取代的系统。样品由通过流延获得的10-40 mm厚的膜制备。我们的研究表明，在锰氧化物-PZT和钴锌铁氧体-PZT，和一个巨大的ME效应在镍锌铁氧体-PZT强烈的ME耦合。我们发现Zn辅助增强ME系数的证据，这归因于低各向异性和高磁导率，导致复合材料中有利的磁-机械耦合。
2004-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and electron transport properties of the rare-earth cobaltates, La0.7-xLnxCa0.3CoO3 (Ln = Pr, Nd, Gd and Dy) : A case of phase separation
本文研究了四个系列的稀土钴酸盐La_（0.7-x）Ln_xCa_（0.3）CoO_3（Ln = Pr，Nd，Gd，Dy）的磁、电性质。接近x = 0.0的组合物包含大的铁磁簇或域，并显示布里渊样行为的场冷却的DC磁化数据具有相当高的铁磁Tc值，除了低的电阻率与近零的温度系数。零场冷却的数据一般表现出非单调的行为，峰值温度略低于Tc。接近x = 0.0的组合物显示出与AC磁化率数据中的Tc对应的显著峰。铁磁Tc随x或A位阳离子的平均半径（rA）线性变化。随着x的增加或（rA）的减少，在任何给定的温度下的磁化强度值显着降低，交流磁化率测量显示出显着的转变所产生的小磁团簇的自旋玻璃的一些特性。电阻率随着x的增加而增加，在x或（rA）的临界值附近显示出显着增加，在该组合物中，小簇也开始占主导地位。这些性质可以根据相分离的情况来理解，其中随着x的增加，大的磁性簇让位于较小的磁性簇，两种类型的簇都存在于某些组合物中。磁性和电学性质的变化平行发生，因为大的铁磁团簇是空穴丰富的，而小的团簇是空穴贫乏。变程跳跃似乎发生在低温下，这些钴酸盐。
2005-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced changes of magnetic moments and magnetocrystalline anisotropy in ultrathin cobalt films
在这项研究中，电压控制的磁各向异性（VCMA）在三维铁磁金属的微观起源被揭示。使用原位X射线荧光光谱，提供了一个高的量子效率，电场诱导的变化，轨道磁矩和磁偶极子Tz项在Co-Co薄膜的证明。轨道磁矩差为0.013μB。在+（-）0.2 V/nm的电场存在下产生。根据微扰理论模型，利用轨道磁矩的变化估算了Co的VCMA。磁偶极子Tz项的变化对3d铁磁金属中的VCMA只有轻微的贡献。
2017-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Radical-Induced Changes in Transition Metal Interfacial Magnetic Properties: A Blatter Derivative on Polycrystalline Cobalt
本研究通过在多晶钴上沉积Blatter自由基衍生物单层，结合软X射线技术和ab initio计算，全面揭示了钴-自由基界面的电子结构与磁性变化，发现分子与表面强杂化导致钴原子磁矩降低，为自旋电子学应用提供了界面预筛选方法。
2024-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrical transport and optical studies of ferromagnetic Cobalt doped ZnO nanoparticles exhibiting a metal-insulator transition
通过传输和光学测量进一步探索了先前报道的Co掺杂的ZnO 1-o纳米颗粒中观察到的氧空位和室温铁磁有序的相关性（Naeem等人Nanotechnology 17，2675-2680）。在这些颗粒中，室温铁磁有序已被观察到，只有在退火后，在形成气体。在目前的工作中，已经通过漫反射光谱在UV-Vis区域中研究了光学性质，并且已经发现Co掺杂的组合物的带隙随着Co的添加而减小。在Co+2 d-d（四面体对称）晶场跃迁的能量特征处观察到反射极小值，进一步建立了Co在替代位点中的存在。电输运测量的纳米粒子的结晶化样品表明，形成的气体的效果是强烈降低电阻率，随着Co浓度的增加。对于空气退火和非铁磁样品的电阻率作为Co含量的函数的变化是相反的，在合成气体中制备的颗粒中观察到的。当T> 380 K时，随着温度的升高，铁磁样品表现出明显的从绝缘体到金属的转变，并且这种转变随着Co含量的增加而变得更加明显。考虑Calderon等人的模型[M. J. Calderon和S. D. Sarma，Annals of Physics 2007（Accepted doi：10.1016/j.aop.2007.01.010），其中铁磁性从由低温绝缘区域中的极化子介导变为由从高温金属区域中的弱束缚态释放的载流子介导。
2007-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Comparative study on magnetoresistance of carbon-cobalt nanocomposite thin films grown by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积技术在$Si$衬底上生长了$C_{1-x}Co_x$薄膜（含$x=0.1$、$0.15$和$0.2$），研究了外加磁场对薄膜电阻的影响。结果表明，磁电阻（MR）的行为强烈依赖于温度。也就是说，在低温下，MR是积极的，其行为是由场介导的弱本地化方案。而在高温下，MR变为负值，其行为主要是电子在铁磁钴原子上的散射。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
The ground state properties of the mixed-valence cobaltites Nd$_{0.7}$Sr$_{0.3}$CoO$_3$, Nd$_{0.7}$Ca$_{0.3}$CoO$_3$ and Pr$_{0.7}$Ca$_{0.3}$CoO$_3$
研究了三种具有相同30%空穴掺杂和铁磁基态的钙钛矿型钴酸盐的电、磁和热性质，直到很低的温度。随着大阳离子尺寸的减小，钴的铁磁居里温度和自发磁矩逐渐被抑制-对于Nd $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ CoO $_3$、Pr $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ CoO $_3$和Nd $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ CoO $_3$，分别为$T_C=130$ K，55 K和25 K以及$m = 0.68 μ_B$，0.34 $μ_B$和0.23 $μ_B$。对于Co $^{3+}$ /Co $^{4+}$，相对于传统铁磁体La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ CoO $_3$（$T_C=230$ K，$m = 1.71 μ_B$）在所谓IS/LS状态下的磁矩的磁矩减少最初使用相分离方案来解释。基于目前的结果，主要是肖特基峰的分析起源于塞曼分裂的基态Kramers双峰的Nd $^{3+}$，我们发现，然而，在Nd $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ CoO $_3$和可能也Pr $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ CoO $_3$的铁磁相是均匀分布在所有的样品体积，尽管严重下降的时刻。这些化合物的基态由Sboychakov \textit{et al.} [Phys. Rev. \textbf{80}，024423（2009）]理论上推导的L…
2013-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio studies of magnetic properties of cobalt and tetracobalt nitride Co$_{4}$N
利用密度泛函理论，采用赝势和全电子方法研究了钙钛矿结构Co $_{4}$ N氮化物的磁性和成键分析.同时，对六方密排（HCP）、面心立方（FCC）和体心立方（BCC）结构的纯钴的结构和磁稳定性进行了综述。在平衡时，非自旋极化（NSP）和自旋极化（SP）的能量与体积的计算表明，在这两种材料的基态是铁磁的。发现HCP-Co比立方的更稳定。本文在较宽的立方晶格常数范围内研究了Co $_4$ N氮化物中两种不同晶位的Co原子的磁矩，并与FCC-Co氮化物的磁矩进行了比较。氮化物中的体积膨胀表明，角落Co $^{I}$原子显示出局域磁性，而面心Co $^{II}$原子显示出巡游行为。与FCC-Fe/Fe $_{4}$ N类似，FCC-Co/Co $_4$ N观察到“低体积-低矩”和“大体积-高矩”行为。用刚性带模型解释了Co $_{4}$ N铁磁基态的态密度。借助电子局域化函数ELF图和自旋分辨化学键判据，显示了Co $^I$ -N和Co $^{II}$ -N的不同成键特征。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Polyvalent Machine-Learned Potential for Cobalt: from Bulk to Nanoparticles
本研究开发了基于DFT-PBE训练的钴的q-SNAP机器学习势，具备长时模拟数值稳定性，可精准复现多种结构性质，计算的纳米颗粒热容、熔化温度与实验吻合，为催化等领域应用提供支撑。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anatomy and giant enhancement of the perpendicular magnetic anisotropy of cobalt-graphene heterostructures
我们从第一性原理和实验两个方面报道了石墨烯涂层对Co薄膜垂直磁各向异性的增强作用。我们的计算表明，石墨烯可以显着提高钴膜的表面各向异性高达其原始对应物的两倍，并可以扩展面外有效各向异性高达前所未有的厚度25纳米。这些发现支持我们的实验上生长在Ir衬底上的Co膜上的石墨烯涂层。此外，我们报告层分辨和轨道杂化分辨各向异性分析，这有助于理解PMA的物理机制，更实际地可以帮助设计结构与巨大的PMA。作为一个例子，我们提出了超交换稳定的Co-石墨烯异质结构，其具有稳健的面外恒定有效PMA和线性增加的界面各向异性作为膜厚度的函数。这些发现指出了工程石墨烯/铁磁金属异质结构的可能性，其巨大的磁各向异性比传统多层膜大20倍以上，这构成了未来石墨烯和传统自旋电子技术的标志。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of iron-doping on spin-state transition and ferromagnetism in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$CoO$_{3-δ}$ cobalt oxides
对多晶Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O $_{3-δ}$（$x$ = 0、0.05、0.10和0.15）样品进行电阻率和直流磁化测量。所制备的样品表现出铁磁（FM）转变，转变温度随着铁掺杂量的增加而增加。高氧压退火诱导了\emph{iron-free}样品中Co离子的自旋态转变，并且这种转变随着退火氧压的增加而增强，而高氧压退火抑制了铁磁有序。与\emph{iron-free}样品的情况相反，\emph{iron-doped}样品在高氧压下退火没有引起自旋态转变，并且铁磁转变温度几乎与退火过程无关。\emph{iron-free}样品在高氧压下退火后自旋态转变的增强应归因于晶胞体积的减小。Fe掺杂对自旋态跃迁的抑制与晶胞体积的增大以及Fe-O键比Co-O键强有关。铁掺杂对铁磁性的增强可能源于Fe $^{3+}$和Co $^{4+}$之间通过氧的铁磁交换相互作用（Fe $^{3+}$ -O-Co $^{4+}$）。
2005-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Griffiths singularity and magnetic phase diagram of La1-xCaxCoO3
本文系统地研究了$_{1-x}$-$_{x}$-$_{3}$（0.10 $\leq x\leq$ 0.25）的磁性。所有样品在低温下均表现出铁磁态。然而，它们的逆低场磁化率显示出远高于铁磁转变温度（$T_C$）的高温居里-外斯顺磁行为的急剧向下偏离，这表明在$T_C$之上存在铁磁聚集态。通过对样品的极化率的详细分析，发现这些Ca掺杂样品中的短程态可以很好地描述为Griffiths相。这一特性与最近报道的Sr和Ba掺杂的钴酸盐中的$T_C$以上的团簇态有很大的不同，这些团簇态是非格里菲斯型的。有人提出，这种差异可能是由于钴$^{3+}$离子之间的磁相互作用的掺杂剂的尺寸上的掺杂剂在掺杂的钴矿的独特的依赖性。在此基础上，建立了Ca掺杂钴酸盐的磁性图。
2012-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
300 K Ferromagnetic Magnetic Circular Dichroism in Co2+-doped ZnO Activated by Shallow Donors
采用磁性圆二色性（MCD）光谱研究了Co ~（2+）掺杂ZnO薄膜的磁性。一个广泛的300 K铁磁MCD信号之间的1.4和4.0 eV后，通过暴露的顺磁性Co2+：ZnO薄膜锌蒸气引入浅施主态观察。新的亚带隙铁磁MCD强度归因于低能量光电离跃迁起源于铁磁Co 2+：ZnO中的自旋分裂施主杂质带。
2005-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular anisotropy of ultrathin epitaxial cobalt films on graphene
石墨烯由于其长自旋寿命和高迁移率而对自旋电子学具有吸引力。到目前为止，只有厚的多晶板被用作铁磁电极。我们报道了在石墨烯上生长的平坦的外延Co-Co薄膜。在0.5- 1 nm的厚度范围内，它们显示出垂直磁各向异性，这是由理论证实的。PMA、外延和石墨烯厚度为基于石墨烯的自旋电子器件带来了新的前景，例如任意磁化方向的零场控制、电极和石墨烯之间的能带匹配以及诸如Rashba和电场控制磁性的界面效应。
2010-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics of cobalt grown on graphene
铁磁共振（FMR）自旋抽运是一个快速发展的领域，在各种材料系统中显示出有前途的结果。该技术利用铁磁体中的磁化的共振旋进将自旋注入到相邻的非磁性材料中。由于石墨烯特殊的自旋输运性质，自旋泵入石墨烯是有吸引力的。本文报道了CVD石墨烯上生长的钴的FMR表征，并检查了线宽展宽作为自旋泵浦指标的有效性。与没有石墨烯的钴样品相比，直接接触石墨烯上的钴显示出增加的FMR线宽-这是自旋泵的常用特征。在Co/MgO/石墨烯结构中获得了类似的结果，其中1 nm MgO层充当隧道势垒。然而，SQUID，MFM和克尔显微镜测量表明，在石墨烯上生长的钴中的磁无序增加，这可能是由于生长过程的变化和缺陷的增加。这种磁无序可以解释由于双磁振子散射或镶嵌效应而导致的线宽增强。因此，不可能仅从FMR线宽测量得出成功自旋注入石墨烯的结论。
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic half-metallicity in YBaCo2O6 and spin-states driven metal-insulator transition
钴酸盐具有丰富的自旋态和多样的性质。利用自旋态图像和第一性原理计算，研究了混合价双钙钛矿结构YBaCo 2 O 6的电子结构和磁性.发现YBaCo_2 O_6处于形式的中自旋（IS）Co_（3+）/低自旋（LS）Co_（4+）基态。铁磁半金属性是由于电子从IS-Co ~（3+）通过双交换跃迁到LS-Co ~（4+）而产生的，这很好地解释了最近的实验结果。借助于蒙特卡罗模拟，讨论了氧空位对磁化强度和居里温度的影响。我们还探讨了其他几种可能的自旋态及其有趣的电子/磁性。此外，我们预测，超过3%的体积膨胀将调整到高自旋（HS）Co 3 +/LS Co 4+铁磁态的YBaCo 2 O 6，同时驱动金属-绝缘体转变。因此，自旋态是用于调谐钴酸盐的材料性质的有用参数。
2021-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic Superconductivity in Two-dimensional Niobium Diselenide
本研究发现插层稀钴原子的二维NbSe₂在超导转变温度以下存在超导介导的铁磁性，提出基于自旋三重态序参量的RKKY耦合机制，经实验验证其自旋三重态本质，为铁磁超导体设计提供新方向。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of surface morphology on magnetization dynamics of cobalt ultrathin films
利用磁光克尔效应（MOKE）和四探针电阻率测量，对表面粗糙度为0.5 nm和1.6 nm的SiO2衬底上Co薄膜的生长进行了原位研究。原位测量联合建议沃尔默-韦伯生长过程，并通过在两个基板上的铁磁，超顺磁性和铁磁相的形成进行。岛被发现聚结在膜厚度为0.6 nm和1.5 nm的连续膜形成周围的膜厚度为1.5 nm和3.0 nm的光滑和粗糙的基板，分别。铁磁长程有序，即，在聚结阶段之后立即观察到在两种膜中出现磁滞回线。所观察到的方位角的依赖性bavity证实存在一个弱的单轴磁各向异性在这两种膜，而在单轴磁各向异性与基板粗糙度的差异被解释在畴壁钉扎和内部应力的膜的综合效应。的起源更高的UMA的情况下的Co膜沉积在类似的均方根粗糙度的波纹图案化的基板上的是由于修改后的长程偶极杂散场的表面上。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Formation of Superdense Nonmagnetic Cobalt
由于地球核心存在磁性，高密度三维过渡金属的磁性一直受到人们的广泛关注。对于铁磁性钴，虽然有理论预测其磁矩会在密度增加到正常值的1. 4倍左右时消失，但到目前为止还没有实验证据。我们发现多晶钴薄膜中存在超薄超致密非磁性钴层。这些层的密度约为1.3-1.4倍的正常密度的Co。这已被揭示的X射线反射实验，它提供了一个深度分布的电子散射长度密度，并证实了极化中子反射（PNR）实验。超致密的Co层具有fcc结构，不同于体Co的hcp结构，如通过透射电子显微镜所揭示的。PNR得到的磁深度分布表明，在膜-基界面处和膜顶部附近的超致密Co层是致密的。Co膜的主要部分具有通常的密度和磁矩。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of pure spin currents with a ferromagnetic insulator
我们提出并证明自旋操纵的纯自旋电流的钴/铜横向自旋阀，磁性绝缘体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）的顶部制造的磁控调制。YIG磁化的方向可以通过小的磁场来控制。我们观察到一个明确的调制的非本地电阻作为一个函数的YIG磁化相对于自旋电流的极化方向。这种调制只能通过假设在Cu/YIG界面处的有限自旋混合电导来解释，因为它遵循自旋扩散方程的解。这些结果为自旋逻辑的发展开辟了一条新的道路。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-locking effect in the nanoscale ordered perovskite cobaltite LaBaCo2O6
高分辨透射电子显微镜证实了一种新的纳米级有序的钙钛矿钴酸盐，它由层状112 LaBaCo_2 O_6的90度有序畴组成。这种新的结构与无序的La0.5Ba0.5CoO3和有序的LaBaCo 2 O 6一样，在179 K附近出现铁磁转变。然而，它与前两种形式的不同之处在于它的强磁各向异性，以及在低温下的高磁化率（0.42特斯拉）。我们认为，这种行为起源于锁定在90度取向的纳米域的磁自旋。此外，在TC观察到半金属/半金属转变，在该温度下具有6.5%的最大磁阻。
2007-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exchange bias in Co-Cr2O3 nanocomposites
探讨了利用铁磁-反铁磁体系中的交换偏置来克服小尺寸钴纳米粒子超顺磁性效应的可能性。采用化学方法制备了Co-Cr_2O_3纳米复合粉体。结果表明，在该体系中，钴纳米粒子的超顺磁性效应可以被克服。3 nm钴粒子的超顺磁性阻断温度已提高到室温以上。Cr2O3的选择是至关重要的，因为它的TN比用于此目的的其他反铁磁材料（如CoO）更高。样品的场冷和零场冷磁滞测量证实了交换偏置相互作用的存在。
2007-01-08 cond-mat.mtrl-sci
FMR Study of Co/Ti Bilayer Thin Films
本研究通过FMR技术探究Co/Ti多层膜中两钴层经钛层的交换耦合作用，发现6-40Å钛厚下无常规模、仅存重叠宽峰且共振场各向异性偏移远超预期，理论模型无法确定耦合参数，推测与钴层厚度相近或钛非逐层生长有关。
2014-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Characterisation of Ferromagnetic Rings for Zernike Phase Plates using the Aharonov-Bohm effect
对磁化薄膜钴环的全息测量表明了洋葱和涡旋两种磁化状态。对于涡旋态的环，通过环的电子路径的相位之间的差异，并在它外面旅行被发现同意非常好的Aharonov-Bohm理论的测量误差。因此，铁磁材料薄膜环中的磁通量可以提供透射电子显微镜中相位板所需的相移。当这种类型的环用作相位板时，散射电子将在类似于环宽度的径向范围内被拦截。厚度为20 nm的钴环可以从刚好低于30 nm的宽度产生π/2的相位差，这表明这种类型的相位板的径向截取范围可以相应地小。
2012-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Low lying magnetic states of the mixed valence cobalt ludwigite
对混合价态均金属硼镁石Co_3O_2BO_3和Fe_3O_2BO_3的不同结构和磁性有两种解释。其中之一将物理行为与阳离子之间的电荷有序过程联系起来，这在简单的氧化物中是众所周知的。另一种将这种效应归因于局部成对磁相互作用。最近对铁路德维希体系的第一性原理计算表明，结构阳离子二聚化是由于形成了强磁性二联体，支持第二种模型。在这里，我们证实了磁相互作用的主导地位，以解释在钴化合物中没有二聚化。采用密度泛函方法对Co_3O_2BO_3的非共线自旋进行了计算，确定了其低温磁序.低自旋被发现在三价钴网站，从而防止形成的铁磁二分体，有利于在Fe 3 O2 BO 3二聚的机制。我们得出结论，高自旋Fe 3+和低自旋Co 3+成对相互作用之间的差异是负责观察到的两种化合物之间的差异。两两磁相互作用也解释了低温体AF态在Fe ludwikide中的存在和在Co材料中的不存在之间的差异。
2019-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Cobalt Grown from Co-S Eutectic in High Magnetic Fields
本研究利用硫化钴助熔剂在平衡条件下生长铁磁态钴，施加最高9T磁场调控其形貌从立方体向针状卷须拉长，证实hcp和fcc相共存且hcp相易磁化轴沿磁场部分取向，为磁场调控金属晶体生长提供了实验依据。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Magnetoelectric Effects in Bulk and Layered composites of Cobalt Zinc Ferrite and Lead Zirconate Titanate
研究了钴锌铁氧体、Co_（1-x）Zn_xFe_2 O_4（x=0-0.6）和锆钛酸铅的体材料和多层膜的低频磁电耦合。在大块样品中，横向和纵向耦合是弱的，是相同的大小。ME相互作用的显著加强在层状结构中是明显的，ME电压系数比散装样品高10-30倍。层状复合材料研究的重要发现如下。(i)横向耦合比纵向耦合强。(ii)ME相互作用的强度取决于Zn取代，x=0.4时最大。(iii)体积和静态磁场的ME电压系数的依赖性分析揭示了弱耦合的铁磁-压电界面。(iv)界面耦合k随着Zn取代而增加，并且k与x的曲线显示出以x=0.4为中心的最大值。(iv)锌辅助的增强归因于铁氧体中的有效的磁-机械耦合。
2003-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Proximity Effect in Bi/Co Multilayer: The Role of Interface Scattering
本研究通过磁电输运测量，在Bi/Co多层膜中发现了自旋-轨道邻近效应的证据，并揭示其源于界面处铋位点对钴载流子的弹性散射。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Spin States in Atomically Ordered Cobaltites
通过异质外延在复合氧化物薄膜中施加外延应变被认为是识别新特性和探索材料性能的巨大潜力的有力工具。一个特别的例子是LaCoO 3，一种零自旋的块状材料，尽管经过十年的深入研究，其薄膜中的强铁磁性仍然是个谜。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜辅以X射线和光学光谱研究LaCoO 3外延薄膜在不同的应变状态。我们观察到一种非常规的应变弛豫行为，导致条纹状，晶格调制图案，这并不涉及不受控制的失配位错或其他缺陷。调制需要形成的铁磁有序片，包括中间或高自旋Co 3+，从而提供了一个明确的描述中发现的外来磁性外延应变LaCoO 3薄膜。这一观察结果提供了一种新的途径来定制功能氧化物异质结构的电子和磁性。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic room temperature ferromagnetism in Co-implanted ZnO
我们报道了在蓝宝石衬底上生长的钴离子注入ZnO薄膜的结构和磁性。X射线衍射和透射电子显微镜揭示了一个（10-10）-取向的六方Co相的存在下，在Al 2 O3蓝宝石衬底，但不是在ZnO薄膜。Co团簇直径约为5-6 nm，在ZnO/Al_2 O_3界面附近形成富Co层。磁化强度测量表明，注入区存在两种不同的磁相。一个来源于Co在Al 2 O3中的团簇，另一个属于均匀的铁磁相，铁磁居里温度远高于室温，可以归因于在ZnO层中的Zn位上的Co替代。我们已经观察到在Co L2，3和O K边缘在室温下的磁二向色性，以及在X射线吸收光谱中的多重态结构的Co L3边缘周围，支持所观察到的铁磁性的内在本质Co注入ZnO薄膜。在高自旋态下，每个Co原子的磁矩约为2.81个Bohr磁子，这与理论预期的3个Bohr磁子非常接近.
2008-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emerging Magnetic Order In Copper Induced By Proximity To Cobalt: A Detailed Soft X-Ray Spectroscopy Study
我们提出了一个X射线磁二向色性（XMCD）和软X射线吸收光谱（XAS）的研究，以解决新兴的磁性秩序的性质，在金属铜钴被添加到矩阵。为此目的，XAS和XMCD光谱的线形和能量位置将被分析为一系列的Co/Cu合金以及多层参考。我们观察到的Cu和Co网站之间的杂交增加，以及增加本地化的Cu d-电子和诱导的磁矩在Cu。在铁磁体附近的非磁性材料中出现长程磁序对于铁磁/非磁性界面处的输运现象的全面解释具有重要意义，例如巨磁阻效应。所呈现的结果将进一步使我们能够解释从未知的Co/Cu样品获得的Cu XMCD和XAS光谱，以确定表现出邻近感生磁性的Cu原子的环境。
2017-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Torque Efficiency in Compensated Ferrimagnetic Cobalt-Terbium Alloys
尽管反铁磁耦合材料具有信息存储的潜在优势，但由于磁矩被抵消，人们是否可以有效地控制磁矩取向仍然不清楚。在这里，我们报告自旋-轨道力矩诱导的亚铁磁Co 1-xTbx薄膜的垂直磁各向异性的磁化翻转。电流感应开关被证明在所有的研究薄膜组合物，包括那些附近的磁化补偿点。在畴壁运动机制下，自旋-轨道力矩诱导的有效场被进一步量化。在补偿点附近证实了与磁矩的倒数成比例的发散行为，这与角动量守恒是一致的。此外，我们还量化了Ta/Co_（1-x）Tb_x体系中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用能，发现能量密度随Tb浓度的增加而增加。所展示的自旋-轨道转矩切换，结合快速的磁动力学和亚铁磁合金的最小净磁化，有望使自旋电子器件比传统的铁磁系统更快，密度更高。
2016-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Polymorphic spin ordering in a single-crystalline cobalt-doped Fe3GaTe2
本文报道钴掺杂Fe3GaTe2单晶在无结构相变条件下出现铁磁、共线反铁磁和非共线反铁磁三种自旋有序态，并通过16% Co掺杂调控层间磁相互作用，结合多种表征手段揭示了其拓扑能带结构变化。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unravelling Dzyaloshinskii-Moriya interaction and chiral nature of Graphene/Cobalt interface
未来自旋电子学的一个主要挑战是开发合适的自旋输运通道，具有长的自旋寿命和传播长度。石墨烯可以满足这些要求，即使在室温下。另一方面，利用手性纹理的快速运动，即，Néel型畴壁和磁层，可以满足高密度数据存储、低功耗和高处理速度的要求。我们设计了外延结构，其中外延铁磁Co层夹在依次生长到MgO（111）衬底上的外延Pt（111）缓冲层和石墨烯层之间。我们提供的证据表明，石墨烯诱导的垂直磁各向异性增强到4 nm厚的Co膜，和存在手性左手Néel型畴壁稳定的有效Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya）在堆栈中。实验结果表明，在gr/Co界面，这是描述在传导电子介导的Rashba-dielectric机制和点相反的自旋轨道耦合诱导的dielectric在Co/Pt界面的一个相当大的dielectric的证据。此外，石墨烯的存在导致：i）用于Co生长的表面活性剂作用，产生插层的、平坦的、高度完美的fcc膜，与Pt假晶，和ii）有效的防止氧化。这种磁性手征织构在室温下是稳定的，并且生长在绝缘衬底上。我们的研究结果开辟了新的途径，以控制手性自旋结构，使用界面工程在石墨烯为基础的系统，为未来的自旋轨道器件完全集成在氧化物基板上。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
