Emergence of Ferromagnetism Through the Metal-Insulator Transition in Undoped Indium Tin Oxide Films
我们提出了一个详细的研究出现在低载流子密度样品的未掺杂的氧化铟锡（ITO）的体铁磁性。我们使用退火来增加氧空位的密度并改变样品的形态，而不通过金属绝缘体转变（MIT）引入杂质。我们利用了一种新的和高灵敏度的“Corbino-disk扭矩磁力仪”技术，同时测量连续退火后的相同样品上的磁性的热力学和输运效应。随着样品粒度的增加，载流子密度增加，样品变得更加金属化，并且当电阻接近MIT时出现铁磁性。通过检测磁化滞后、反常霍尔效应（AHE）和滞后磁阻，观察到铁磁性。当接近MIT时，AHE的符号变化可以阐明MIT的弱绝缘侧中杂质带和导带之间的相互作用。
2021-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in transparent Mn(II)-doped indium tin oxide films prepared by sol-gel process
我们观察到非常强的室温铁磁性（~1.5玻尔磁/锰）在光学透明的Mn（II）掺杂的氧化铟锡（ITO）薄膜。采用溶胶-凝胶法在钠钙石英玻璃衬底上制备了平均晶粒尺寸为10-22 nm、厚度为150-350 nm的纳米晶薄膜。当然，对于沉积在纯石英玻璃衬底上的膜，铁磁性质是弱的。薄膜的结构参数似乎是强烈的磁性能，这取决于基板的变化明显。透明导电ITO薄膜的室温铁磁性在磁光领域有着广泛的应用。
2008-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in 2p Light Element-Doped II-oxide and III-nitride Semiconductors
本文研究了掺有102 p轻元素的Ⅱ-氧化物和Ⅲ-氮化物半导体作为潜在的稀磁半导体。基于我们的第一性原理计算，氮掺杂的ZnO，碳掺杂的ZnO，和碳掺杂的AlN被预测为铁磁性。这类DMS材料的铁磁性可以归因于类p-d交换的p-p耦合相互作用，这种相互作用是由杂质（类p t_2）和价（p）态之间相似的对称性和波函数引起的。我们还提出了一种共掺杂机制，使用铍和氮作为掺杂剂在ZnO中，以增强铁磁耦合，并增加溶解度和活性。
2007-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Non-DMS related ferromagnetism in transition metal doped zinc oxide
我们回顾了最近的努力，使一个传统的半导体，即ZnO，铁磁性的过渡金属离子掺杂的手段陷阱。由于这些元素的溶解度相当低，在低温处理时形成第二相和产生缺陷会导致不希望的磁效应。其中，离子注入是一种掺杂方法，非常适合研究这些效应。通过主要集中在Fe，Co或Ni注入ZnO单晶，我们表明，有多种来源的铁磁性在这种材料中，很容易混淆的铁磁稀磁半导体（DMS）的形成。我们将集中讨论金属和氧化物沉淀物及其鉴别的困难。
2009-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism responsible for initiating room temperature ferromagnetism and spin polarized current in diluted magnetic oxides
实现稀磁氧化物（DMO）自旋电子学的主要障碍是与其高TC铁磁性和自旋极化电流相关的未知电子结构以及如何通过制造技术来操纵所需的电子结构。我们证明，微调的电子结构和能带结构可以修改启动DMO性能。有趣的是，在半导体状态下，掺杂的Co离子和氧空位贡献了不可忽略的磁矩;并且这些磁矩之间的磁耦合由局域载流子通过高度自旋极化跳跃输运介导。这些结果揭开了自旋电子特性与理想的电子状态的起源的神话，从而为未来的应用重新打开了大门。
2015-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature ferromagnetism, surface paramagnetism and exchange bias effect in nano-grained alpha-Fe1.4Ga0.6O3 oxide
采用α-Fe_2 O_3和Ga_2 O_3机械合金化，然后在真空条件下加热，制备了α-Fe_（1.4）Ga_（0.6）O_3化合物。α-Fe_2O_3的磁有序性通过非磁性Ga原子的取代而被改变。与α-Fe 2 O3相比，α-Fe 1. 4Ga 0. 6 O3中的铁磁性更软且增强。穆斯堡尔谱也证实了α-Fe 1. 4Ga 0. 6 O3中增强的铁磁有序。Ga替代的室温软铁磁性对于设计α-Fe_2O_3基非常规铁磁体具有重要意义，这对材料科学家来说是一个巨大的挑战。α-Fe_（1. 4）Ga_（0. 6）O_3样品还表现出交换偏置、低温表面顺磁性和Morin相变抑制等特征。这些特征在一定程度上受到样品纳米晶粒的影响。
2013-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Reconsidering the possibility of room temperature ferromagnetism in Mn doped Zirconium oxide
在氧化物中掺杂过渡金属离子诱导长程铁磁有序的可能性在过去十年中已经成为一个非常令人兴奋的挑战。理论上，已经声称Mn掺杂的ZrO $_2$可以是非常有前途的自旋电子候选物，并且即使对于低Mn浓度也已经可以实现高临界温度。一些实验报道了室温铁磁性（RT-FM），而另一些则只有顺磁性。观察时，RT-FM的性质似乎是有争议的，没有明确的理解。在这项研究中，我们建议澄清和阐明一些存在的问题。详细研究了Mn掺杂ZrO $_2$的临界温度和低能磁激发。我们表明，居里温度在很大程度上被高估以前，由于热和横向波动，和无序的治疗不足。看来Mn-Mn耦合不能解释所观察到的RT-FM。我们认为，这可以归因于锰附近引起的大力矩之间的相互作用。这类似于氧化物、半导体和石墨烯/石墨中报道的非磁性缺陷诱导的铁磁性。
2013-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature p-induced surface ferromagnetism
我们证明了一个自发磁化的氧终止ZnO（0001）表面利用多代码，SIESTA和KKR，第一性原理方法，涉及LSDA+U和自相互作用修正（SIC）来处理电子相关效应。临界温度估计从蒙特卡罗模拟，表明在300 K及以上的表面是磁稳定和铁磁性。所观察到的半金属性和长程磁序起源于氧化物的价带中的p-空穴的存在。该机制在离子氧化物中具有普遍性，为铁磁低维体系的设计提供了一条新的途径。
2011-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
High temperature ferromagnetism of Li-doped vanadium oxide nanotubes
Krusin-Elbaum等人早先报道的掺杂混合价钒氧化物纳米管的令人困惑的高温铁磁性的性质，Nature 431（2004）672，已经通过静态磁化、μ子自旋弛豫、核磁和电子自旋共振光谱技术来解决。通过电化学嵌锂实现了对电荷掺杂的精确控制。我们发现，它提供了多余的电子，从而增加了相互作用的磁性钒网站的数量，并在一定的掺杂水平，产生持续到室温的铁磁响应。因此，我们证实了令人惊讶的先前的结果，通过完全不同的插层方法制备的样品。此外，我们的光谱数据提供了第一个充分的证据，大规模的性质的影响。特别是，他们使一个结论，锂成核超顺磁性纳米尺寸的自旋团簇周围的嵌入网站负责不寻常的高温铁磁性的钒氧化物纳米管。
2009-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism and spin-dependent transport at a complex oxide interface
复杂氧化物界面是研究低维相关电子现象的一个很有前途的平台，包括磁性和超导性。这些现象在复杂的氧化物界面的微观起源仍然是一个悬而未决的问题。本文首次研究了半绝缘NdTiO $_3$ /SrTiO $_3$（NTO/STO）界面的磁性，并首次对NTO/STO进行了毫开尔文研究。磁电阻（MR）揭示了本地铁磁秩序和自旋相关的热激活运输，这是定量描述了一个简单的唯象模型的签名。我们讨论了界面铁磁性的可能来源。此外，MR还显示了约10-100秒时间尺度上的瞬时滞后特征。我们证明，这些都是一致的外在的磁热起源，这可能是被误解在以前的报告中的磁性STO为基础的氧化物界面。这两个MR制度（稳态和瞬态）的存在突出了时间依赖性测量的重要性，区分签名的铁磁性从其他影响，可以在低温下产生滞后。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic oxide semiconductors
磁性氧化物半导体，即掺杂有过渡金属元素的氧化物半导体，是高居里温度铁磁半导体的候选者之一，其对于在室温下实现半导体自旋电子学是重要的。本文综述了近年来各种磁性氧化物半导体材料的研究进展。从评价铁磁性的可行性的观点出发，研究了磁化强度、磁光效应和磁输运（如反常霍尔效应）。讨论了Co掺杂TiO2和过渡金属掺杂ZnO的铁磁性。
2005-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic ferromagnetism in carbon doped zinc oxide from first-principles studies
采用密度泛函理论，采用广义梯度近似（GGA）和混合泛函（HSE 06）作为交换关联泛函，对ZnO中的替位碳杂质进行了研究.它被发现，非自旋极化的C $_\mathrm{Zn}$杂质是在几乎所有的条件下比C $_\mathrm{O}$杂质，具有$2μ_{\mathrm{B}}$的磁矩更稳定，除了非常O-贫和C-丰富的条件。这解释了在样品制备中的实验困难，以实现$d^{0}$ -铁磁性在C掺杂的ZnO。从GGA计算与大型96原子超晶胞，我们得出结论，两个C $_\mathrm{O}$ -C $_\mathrm{O}$杂质在ZnO铁磁相互作用，但被发现是短程和各向异性，更强的六方$ab$平面内的纤锌矿ZnO比沿c轴。这种层状铁磁性归因于ZnO中C $_{\mathrm{O}}$杂质在费米能级附近的碳杂质带的色散的各向异性。从计算结果中，我们得出，C $_{\mathrm{O}}$浓度在2%和6%之间应该是最佳的，以实现$d^{0}$ -铁磁性在C掺杂的ZnO。
2012-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in semiconductors and oxides: prospects from a ten years' perspective
在过去的十年里，对结合半导体和铁磁体资源的化合物的研究已经发展成为材料科学的一个重要领域。这一努力已被不断的示范显着的低温功能发现的铁磁结构的（Ga，Mn）As，p-（Cd，Mn）Te，以及相关的化合物，以及大量的观察铁磁签名在高温下在一些非金属系统。本文综述了最近的实验和理论进展，强调它们一方面解开了过去十年来积累的许多争议和困惑，另一方面提供了新的研究前景。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Ferromagnetism in Lacey Reduced Graphene Oxide Nano-ribbon
在石墨烯基化合物中引入磁性为潜在的自旋电子学应用带来了巨大的希望。通过优化点缺陷和缺陷的高边缘密度，我们报告了与其他石墨烯衍生物相比，lacey还原氧化石墨烯纳米带（LRGONR）中的铁磁饱和磁矩增加了许多倍。使用化学解链方法合成样品。详细的结构和形态表征进行了讨论，包括XRD，拉曼，SEM，HRTEM和XPS测量。对磁化强度数据的Brilluoin函数分析反映了J = 7/2的最佳拟合，饱和力矩为1.1 emu/g。在LRGONR的磁化的微观起源被分配到高的边缘缺陷密度，这也被关联到微观结构。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced Itinerant Ferromagnetism in Hole-doped Transition Metal Oxides: Beyond the Canonical Double Exchange Mechanism
本文通过第一性原理计算研究空穴掺杂LaCrAsO，发现巡游铁磁性在低掺杂和高掺杂下均稳健存在，并揭示负电荷转移能态可产生比经典双交换机制更强的铁磁性。
2023-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature ferromagnetism at an oxide/nitride interface
异质界面由于其强纠缠的电子自由度而导致了新的电子和磁态的发现。单相铬化合物总是表现出反铁磁性，符合古登努-金盛规则的预测。到目前为止，铬离子之间通过杂阴离子的交换耦合还没有被探索，相关的量子态是未知的。本文报道了氧化铬（Cr2 O3）-氮化铬（CrN）超晶格的成功外延合成和表征。室温铁磁自旋有序实现在这两个反铁磁体之间的界面，和效果的大小随层厚度的增加而衰减。第一性原理计算表明，通过跨界面的阴离子杂化，Cr 3+离子之间的强铁磁自旋相互作用产生最低的总能量。这项工作打开了大门，从根本上理解氧化物-氮化物界面的意外和特殊性质，并提供了在低维量子异质结构的隐藏相。
2021-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Control of ferromagnetism of Vanadium Oxide thin films by oxidation states
本文通过反应溅射制备不同氧化态的VOx薄膜，首次在纯VOx中证实300 K下约14 kA/m的铁磁性，并揭示其与Co层的反铁磁交换耦合，展示了氧化态调控铁磁性的自旋电子学应用潜力。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Orbital selective switching of ferromagnetism in an oxide quasi two-dimensional electron gas
准二维电子气（q2 DEG）中的多轨道物理触发了在大块材料中未观察到的独特现象，例如非常规超导性和磁性。在这里，我们研究了在LaAlO $_{3}$，EuTiO $_{3}$和SrTiO $_{3}$带绝缘体之间的（001）界面处形成的氧化物q2 DEG中自旋极化的轨道选择性切换机制。通过使用密度泛函理论计算、输运、磁性和X射线光谱测量，我们发现EuTiO 3层中以及与SrTiO 3的界面处具有3d $_{xz,yz}$轨道特征的钛带填充导致Eu-4f $_{3}$之间交换相互作用的反铁磁到铁磁切换。$^{7}$的磁矩。结果解释了在该q2 DEG中观察到的载流子密度依赖的铁磁相关性和异常霍尔效应，并展示了理论和实验相结合的方法如何能够更深入地理解新颖的电子相，并作为先进电子应用的材料设计的指导。
2021-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Polarity-tunable magnetic tunnel junctions based on ferromagnetism at oxide heterointerfaces
复合氧化物系统由于其迷人的性质而引起了人们的极大关注，包括在两个带绝缘体之间的导电界面处的磁有序，例如LaAlO 3（LAO）和SrTiO 3（STO）。然而，在LAO/STO异质界面的自旋自由度的操纵仍然难以捉摸。在这里，我们已经制作了混合磁性隧道结组成的Co和LAO/STO铁磁体与插入之间的Ti层，这清楚地显示出磁开关和隧道磁阻（TMR）效应低于10 K。TMR的大小和的强烈依赖于旋转磁场的方向平行于LAO/STO平面，这是由于在LAO/STO异质结构中的强Rashba型自旋轨道耦合。我们的研究为LAO/STO异质界面宏观铁磁性的存在提供了进一步的支持，并为实现界面自旋电子学器件开辟了一条新的途径。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inducing ferromagnetism by structural engineering in a strongly spin-orbit coupled oxide
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；International Research Centre MagTop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所磁顶国际研究中心）；CNR-SPIN, UOS Salerno（萨莱诺国家研究委员会自旋单元）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden（德累斯顿莱布尼兹固体与材料研究所）；TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Synchrotron SOLEIL（索雷尔同步辐射中心）
通过结构工程在SrIrO3中诱导铁磁性，揭示了强自旋轨道耦合氧化物的磁性调控机制
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange Interaction and $T_c$ in Alkaline-earth-metal-oxide-based DMS without Magnetic Impurities: First Principle Pseudo-SIC and Monte Carlo Calculation
通过第一性原理计算，探讨了碱土金属氧化物中引入碳原子诱导半金属铁磁性的前景。利用类赝势自相互作用修正的局域自旋密度方法计算了体系的电子结构和交换耦合常数，讨论了体系铁磁性的起源。居里温度（$T_c$）也通过采用蒙特卡罗模拟预测。结果表明，考虑电子自相互作用后，C在主体材料中诱导的半金属铁磁性比标准LDA情形更稳定，C的$2p$电子态在带隙中的局域化程度更高，短程交换作用占优势.虽然MgO $_{1-x}$ C $_x$中的铁磁性由于$1st$ -最近邻对的交换相互作用而稳定，并且可能在较高的$x$下被反铁磁性超交换相互作用抑制，但是CaO $_{1-x}$ C $_x$、SrO $_{1-x}$ C $_x$和BaO $_{1-x}$ C $_x$中的铁磁性通过$1st$ -和$2nd$ -最近邻对两者而稳定，而$T_c$随C浓度单调增加。
2008-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Electronically-Controlled Ferromagnetism at the LaAlO3/SrTiO3 Interface
关于氧化物界面处出现的导电性、超导性和磁性的报道，有助于激发人们对它们丰富的物理和技术潜力的强烈兴趣。在这里，我们采用磁力显微镜搜索的室温磁性的研究LaAlO 3/SrTiO 3系统。使用电顶栅耗尽从氧化物界面的电子，我们直接观察到一个平面内的铁磁相与明确定义的域壁。由顶栅引入的流动电子与磁化反铁磁地对齐，首先屏蔽，然后在达到导电状态时使其不稳定。随后的电子耗尽导致一个新的，不相关的磁场模式。这种新发现的对两种非磁性氧化物界面处出现的磁性的控制预示着许多重要的技术应用。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge Transfer Excited State Contributions to Polarity Dependent Ferromagnetism in ZnO Diluted Magnetic Semiconductors
电荷转移电子结构和极性相关的高TC铁磁性的TM2+：ZnO DMS（TM2+ = 3d离子）之间的密切联系被证明。从电荷转移能预测的TM2+：ZnO DMS的3D系列的铁磁性趋势很好地再现了实验趋势。这些结果为理解n型和p型铁磁氧化物DMS提供了统一的基础。
2005-10-24 cond-mat.mtrl-sci
X-ray Anomalous Scattering of Diluted Magnetic Oxide Semiconductors: Possible Evidence of Lattice Deformation for High Temperature Ferromagnetism
我们研究了在金红石型和金红石型Ti_{1-x} $Co$ _{x} $O$ _{2-delta} $ thin films that exhibit room-temperature ferromagnetism. Intensities of the x-ray Bragg reflection from the films were measured around the $ K $-absorption-edge of Co. If the Co ions randomly substitute on the Ti sites, the intensity should exhibit an anomaly due to the anomalous dispersion of the atomic scattering factor of Co. However, none of the anatase and rutile samples did exhibit an anomaly, unambiguously showing that the Co ions in Ti$ _{1-x} $Co$ _{x} $O$ _{2-delta} $ are not exactly located at the Ti sites of TiO$ _2 $. The absence …
2007-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface ferromagnetism and anomalous Hall effect of CdO/ferromagnetic insulator heterostructures
磁性拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应（QAHE）的实验观测引起了凝聚态物理和材料科学的极大兴趣。为了实现高温QAHE，已经提出了几种候选材料，其中CdO/铁磁绝缘体异质结构中的界面态特别有趣，有利于技术应用。本文报道了氧化物分子束外延生长的Fe_3O_4/CdO/Fe_3O_4异质结构中界面铁磁性和反常霍尔效应的实验观察。系统的CdO厚度的变化揭示了界面铁磁性作为观察到的平面磁电阻和异常霍尔效应的主要原因。我们的研究结果可能为QAHE探索奇异的量子物理现象和潜在的应用铺平了道路，以工程氧化物界面态。
2019-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Absence of room temperature ferromagnetism in bulk Mn-doped ZnO
本文研究了Zn_（1-x）Mn_xO（x=0.02，0.03，0.05）多晶的结构和磁性。低温（~500 oC）合成留下未反应的起始ZnO和锰氧化物。与最近的一份报告相反，在高于900 ℃的温度下在空气中合成的单相材料没有观察到体铁磁性。单相样品表现出顺磁性居里-外斯行为。
2004-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Origin and control of high-temperature ferromagnetism in semiconductors
对多功能材料的广泛的实验和计算研究已经导致了半导体和氧化物系统的发展，例如（Ga，Mn）N，（Zn，Cr）Te和HfO2，其尽管具有小的或名义上为零的磁性元素浓度，但表现出令人惊讶的稳定的铁磁特征。在这里，我们表明，（Zn，Cr）Te的铁磁性，以及相关的磁光和磁输运功能，主要是由富铬（Zn，Cr）Te金属纳米晶体嵌入在贫铬（Zn，Cr）Te矩阵的形成。重要的是，这些纳米晶体的形成可以通过在外延期间操纵Cr离子的电荷状态来控制。这些发现提供了对广泛的半导体和氧化物中铁磁性起源的深入了解，并指出了这些复合系统的可能功能。此外，他们展示了自组织纳米结构制造的自下而上的方法，该方法适用于任何系统，其中组分的电荷状态取决于主体半导体中的费米能级位置。
2008-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of iron-doping on spin-state transition and ferromagnetism in Pr$_{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
Role of polar compensation in interfacial ferromagnetism of LaNiO$_3$/CaMnO$_3$ superlattices
极性补偿在确定氧化物异质结构界面的电磁性质中起着重要的作用。使用X射线吸收光谱，X射线磁性圆二色性，体磁，和运输测量，我们发现，通过极性补偿的界面电荷重新分配是必不可少的解释界面铁磁性的演变在LaNiO $_3$ /CaMnO $_3$超晶格作为LaNiO $_3$层厚度的函数。在绝缘超晶格（4个或更少的LaNiO $_3$的晶胞）中，磁性由Ni-Mn超交换主导，而基于巡游电子的Mn-Mn双交换在较厚的金属超晶格中起作用。X射线磁性圆二色性和共振X射线散射表明，即使在金属超晶格中，Ni-Mn超交换也有助于磁化。这种Ni-Mn超交换作用可以用LaNiO $_3$ -CaMnO $_3$界面的极性补偿来解释。这些结果突出了不同的机制负责界面铁磁性和理解补偿的重要性，由于在氧化物为基础的接口时，工程磁性能的极性失配。
2017-04-11 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
Ferromagnetism and spin polarized charge carriers in In$_{2}$O$_{3}$ thin films
我们提出的证据自旋极化载流子在$_2$ O $_3$薄膜。In $_2$ O $_3$和Cr掺杂的In $_2$ O $_3$薄膜在真空退火后都表现出室温铁磁性，饱和磁矩约为0.5 emu/cm $^3$。我们使用点接触Andreev反射测量来直接确定自旋极化，发现对于两种组合物，自旋极化为约50 $\pm$ 5%。这些结果与在某些氧化物半导体中观察到的铁磁性可能是载流子介导的建议是一致的。
2008-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of van Hove Singularity and Coupled Itinerant Ferromagnetism in Quasi-2D Oxide Superlattices
本研究通过外延应变工程在准二维SrRuO₃超晶格中实现范霍夫奇点诱导的绝缘体-金属相变与铁磁相变耦合，结合理论与实验验证了应变对电子和磁相的调控作用，为低维关联量子体系的物性调控提供了新平台。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature ferromagnetism in nanoparticles of superconducting materials
超导YBa_2Cu_3O_（7-δ）（YBCO）（Tc = 91 K）的纳米颗粒在室温下表现出铁磁性，而高温（940 ℃）加热得到的大块YBCO的磁化曲线为线性。在整个超导转变温度范围内，磁化曲线从软铁磁体的磁化曲线变为超导体的磁化曲线。此外，我们的实验表明，不仅金属氧化物的纳米颗粒，而且金属氮化物，如NbN（Tc = 6 - 12 K）和δ-MoN（Tc ~ 6 K）显示室温铁磁性。
2007-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Visible evidence to magnetism of graphene oxide
氧化石墨烯在催化剂、吸附剂、氧化剂等广泛应用中的多种潜力继续令科学界感到惊讶，是由不断揭示其奇妙本质所决定的。其中，磁性最终不能被肉眼识别和直接观察到。在此，我们报道了氧化石墨烯在普通Nd-Fe-B磁体的外部磁场下简单地定向迁移和沉积在一起，而氧化石墨烯的铁磁性没有表现出铁那么强。因此，我们说明了这一有趣的途径，以保持接近这样的二维碳材料和潜在的促进磁性取向的应用。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrically induced ferromagnetism in an irradiated complex oxide
University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；University of Denver（丹佛大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
通过聚焦离子束辐照诱导金属-绝缘体转变，电刺激触发铁磁性相变，实现低功耗电阻开关，为自旋电子学和神经形态硬件提供新机遇。
2025-12-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong Ferromagnetism Achieved via Breathing Lattices in Atomically Thin Cobaltites
对于自旋电子学应用，高度期望低维量子材料在单层厚度下保持强铁磁性。虽然氧化物材料是下一代自旋电子学的重要候选材料，但当厚度缩放到纳米范围时，铁磁性严重衰减，导致器件性能恶化。在这里，我们报告了一种方法，用于保持强铁磁性的绝缘LaCoO 3（LCO）层的厚度下降到一个单一的单元电池。我们发现，LCO的磁性和电子状态密切相关的相邻的“呼吸晶格”SrCuO 2（SCO）的结构参数。随着SCO的维数降低，晶格常数沿生长方向伸长超过10%，导致CoO 6八面体的显著扭曲，并促进更高的自旋态和长程自旋有序。对于原子级薄的LCO层，我们观察到令人惊讶的大磁矩（0.5 uB/Co）和居里温度（75 K），值大于以前报道的任何单层氧化物。我们的研究结果表明，通过利用原子异质界面工程，约束驱动的结构转变，和自旋晶格纠缠强相关材料的超薄铁磁氧化物的战略。
2020-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
First Principles Investigation of Ferromagnetism and Ferroelectricity in Bismuth Manganite
我们目前的局部自旋密度近似（LSDA）赝势计算的钙钛矿结构的氧化物，铋锰氧化物（BiMnO3）的结果。通过首先计算高对称立方相的总能量和能带结构，然后依次降低磁性和结构对称性，确定了铋锰氧化物与其他钙钛矿锰氧化物之间差异的起源。我们的研究结果表明，铋阳离子和氧阴离子之间的共价键稳定不同的磁性和结构相相比，稀土锰氧化物。这与最近的实验结果一致，表明掺杂的铋锰氧化物中的电荷有序性增强。
1998-09-21 cond-mat.mtrl-sci
A story of high-temperature ferromagnetism in semiconductors
对多功能材料的全面研究导致了半导体和氧化物的发现，这些半导体和氧化物显示出在室温下持续存在的铁磁性特征。在本教程审查这些材料的合成方法，以及元素特定的纳米分析工具的应用，特别是涉及同步辐射和电子显微镜，描述和显示，揭示纳米尺度相分离的存在。讨论了控制磁性阳离子聚集的各种方法以及凝聚或稀磁半导体的铁磁性的机制。最后，在不含磁性离子的半导体中是否可能存在高温铁磁性的问题也被提及。
2011-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of ferromagnetism in two-dimensional electron gas of LaTiO3/SrTiO3
理解，创建和操纵复杂的氧化物界面的二维电子气体的自旋极化提出了一个实验挑战。例如，尽管近十年的研究努力，在LaAlO 3/SrTiO 3异质结的铁磁性的微观起源仍然是一个悬而未决的问题。在这里，通过使用一个原型的二维电子气（2DEG）出现在带绝缘体SrTiO 3和反铁磁莫特绝缘体LaTiO 3之间的界面处，实验揭示了在空穴掺杂的Ti d1 t2 g系统中的磁相分离导致自旋极化的2DEG的证据。电子和磁性的2DEG的细节进行了研究，温度依赖的直流传输，角度依赖的X射线光电子能谱，和温度依赖的磁电阻。在低磁场下磁输运的明显磁滞现象的观察意味着在界面附近的空穴丰富的LaTiO 3中的磁岛的自旋极化。这些发现强调了磁不稳定性在掺杂莫特绝缘体中的作用，从而为设计与自旋电子学应用相关的全氧化物结构提供了另一条途径。
2018-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surfactant assisted synthesis of Co and Li doped ZnO nanocrystalline samples showing room temperature ferromagnetism
我们已经开发了一种简单的，表面活性剂辅助的合成路线的制备，在克量，钴和锂掺杂的ZnO纳米晶样品显示出强大的室温铁磁性。我们的研究表明，RTF是固有的Zn0.85Co0.05Li0.10O，而不是由于任何隔离的第二相。此外，它已被证明，在激活RTF在这些氧化物系统中的缺陷起着重要的作用。这也为文献中观察到的广泛变化的结果提供了解释。该方法也可推广到其他过渡金属掺杂ZnO的合成。
2006-05-12 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
Room-temperature ferromagnetism in the mixtures of the TiO2 and Co3O4 powders
我们在这里报告了在300 K下观察到的TiO 2和Co 3 O 4粉末混合物的铁磁性（FM），尽管这两种氧化物分别具有反铁磁性和抗磁性。铁磁行为被发现在反应的早期阶段，只有在TiO 2的层状结构，没有FM被发现与金红石-TiO 2制备的相同的样品。光学光谱和X射线吸收光谱证实了混合物中八面体Co+3->Co+2的表面还原，这是所观察到的磁性的起源
2009-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Van der waals engineering of valley polarization in WSe2 via kagome V2O3 monolayer heterostructure through magnetic proximity effect
Pusan National University（釜山国立大学）；Hunan University（湖南大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
利用第一性原理计算，通过二维铁磁氧化物V2O3与WSe2的磁邻近效应，实现了约10.41 meV的自发谷分裂，远高于CrI3/WSe2体系，且具有高居里温度和磁各向异性，为无磁场谷电子学器件提供了新平台。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effective reduction of PdCoO2 thin films via hydrogenation and sign tunable anomalous Hall effect
PdCoO2属于三角形氧化物家族，称为铜铁矿，是最导电的氧化物之一。它的面内电导率与最好的金属相当，并在低温下表现出具有极长平均自由程的流体动力学电子输运。尽管如此，尽管存在钴离子，它仍是稳定的。在这里，我们表明，一个温和的氢化过程减少PdCoO2薄膜的原子混合合金的PdCo具有强的面外铁磁性和符号可调的异常霍尔效应。考虑到许多其他化合物在类似的氢化条件下几乎没有受到影响，这一发现可能提供一种途径，以创造新的自旋电子异质结构结合强铁磁性，涉及氧化物和其他功能材料。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Imaging and Control of Ferromagnetism in a Polar Antiferromagnet
原子尖锐的氧化物异质结构通常表现出不寻常的物理性质，在组成块体材料中不存在。静电边界条件，应变和尺寸之间的相互作用，在外延薄膜可以导致单分子层尺度的电子或磁性的转变。本文报道了在SrTiO_3衬底上原子生长极性反铁磁LaMnO_3（001）薄膜时原子级锐反铁磁-铁磁相变。对于五个晶胞或更小的厚度，膜是反铁磁性的，但是对于六个晶胞或更多，LaMnO 3膜在其整个区域上经历到铁磁性状态的相变，这通过扫描超导量子干涉装置显微镜观察到。的过渡解释的电子重建起源于极性性质的LaMnO 3（001）薄膜。我们的研究结果展示了如何在原子水平上在原子厚度的氧化物膜中可视化和设计新的新兴功能。
2014-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room temperature ferromagnetism in transparent and conducting Mn-doped $SnO_{2}$ thin films
在室温下，磁化强度随磁场的变化表现出滞后行为。根据磁化强度的温度依赖性，居里温度$(T_{C})$高于350 K。Mn掺杂的氧化锡薄膜在可见光区（400-800 nm）表现出低电阻率和高透光率。Mn掺杂的$SnO_{2}$薄膜中铁磁性、高可见光透明度和高电导率的共存有望成为自旋电子器件的理想特性。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dual-Sublattice Ferromagnetism Driven by Cooperative Double Exchange and Superexchange at NdNiO$_3$/CaMnO$_3$ Interfaces
Temple University（天普大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Diamond Light Source Ltd.（钻石光源有限公司）
该研究通过NdNiO$_3$/CaMnO$_3$界面价态重构实现双亚晶格铁磁性，利用双交换与超交换协同耦合Mn和Ni，为关联氧化物界面铁磁性工程提供通用策略。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mixed spin states for robust ferromagnetism in strained SrCoO$_3$ thin films
针对应变SrCoO$_3$薄膜铁磁性跨金属-绝缘体转变仍保持的异常现象，本研究借助高分辨RIXS实验结合团簇计算，发现其基态为高低自旋混合构型，揭示了铁磁鲁棒性的起源，为关联氧化物磁基态研究和强铁磁体系设计提供了新依据。
2025-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface magnetism in ZnO/Co3O4 mixtures
我们最近报道了在ZnO和Co_3O_4的混合物中观察到的室温铁磁性，尽管这些氧化物分别具有抗磁性和反铁磁性。在这里，我们提出了一个详细的研究，这种材料的电子结构，以占这种意想不到的铁磁性。两种氧化物之间的静电相互作用导致Co3O4颗粒分散在ZnO较大颗粒的表面上。因此，如XAS测量和光学光谱所证明的，在颗粒表面发生Co+3到Co 2+的还原。这种减少允许解释所观察到的铁磁信号内建立良好的磁性理论。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Antisite defects at oxide interfaces
我们使用\textit{ab initio}计算来估计阳离子（过渡金属）反位缺陷在氧化物界面的形成能，并了解驱动或抑制这些缺陷的形成的基本物理效应。反位缺陷被发现是有利于在系统中大量的电荷转移的界面，而Jahn-Teller扭曲和巡回铁磁性可以防止反位缺陷，并有助于稳定原子尖锐的界面。我们的研究结果使系统的类别，可能是更多和更少的易受反位缺陷的形成，并激励实验研究和进一步的理论计算，以阐明局部结构和氧化物界面系统的稳定性的识别。
2016-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Zinc Oxide - From Dilute Magnetic Doping to Spin Transport
在过去的几年里，人们对宽带隙II-VI族半导体ZnO重新产生了兴趣，这是由自旋电子学应用的前景所引发的。首先，铁磁性预测稀磁掺杂。通过对ZnO：Co薄膜的宏观和微观性质的综合研究，没有发现载流子介导的巡游铁磁性。相纯，晶体学上优异的ZnO：Co是均匀顺磁性的。当发生相分离或缺陷形成时，由于纳米尺寸的金属沉淀物而产生超顺磁性。其他化合物如ZnO：（Li，Ni）和ZnO：Cu不显示铁磁性。其次，其小的自旋轨道耦合和相应的大自旋相干长度使得ZnO适合于在自旋电子器件中传输或操纵自旋。从光泵/光探针实验，我们发现在低温下，我们归因于绑定到Al施主的电子的顺序为15 ns的自旋退相时间。在全电磁输运测量中，我们成功地创建和检测了一个自旋极化的电子系综，并将此自旋信息传输到几个纳米。我们得出的自旋寿命为2.6 ns的这些巡回自旋在低温下，对应的结果从电泵/光探测实验。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Re-entrant ferromagnetism in a generic class of diluted magnetic semiconductors
考虑半导体中磁性杂质掺杂导致杂质磁矩间载流子感生铁磁交换耦合的一般情况，我们从理论上证明了可能普遍存在三个铁磁转变温度T_1 > T_2 > T_3，其中T_1 > T > T_2和T < T_3存在两个不同的铁磁区。这种在两个铁磁相之间具有顺磁相（T_2 > T > T_3）的有趣的可重入铁磁性是由热激活载流子在空导带中诱导的间接交换与杂质带中由于束缚载流子本身而存在的交换耦合之间的微妙竞争产生的。我们评论的可能性，观察这样的重入现象在稀磁半导体和磁性氧化物。
2006-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Impurity-Ion pair induced high-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO
磁性3d离子掺杂到宽禁带氧化物中显示出室温铁磁性的特征，尽管它们的浓度比传统磁体中的浓度小两个数量级。这些特殊材料的原型是Co掺杂的ZnO，其室温铁磁性的解释仍然难以捉摸。在这里，我们表明，磁性来源于Co2+氧空位对与部分填充的水平接近ZnO导带最小值。这些对之间的磁相互作用是足够长的范围内，在中等浓度下引起渗滤。然而，磁相关集群大到足以显示在室温下的滞后已经形成低于逾渗阈值，并解释目前的实验结果。我们的工作表明，在ZnO：Co的磁性是完全由本征缺陷和相图。这表明了一种通过控制自旋电子学材料的本征缺陷来定制其磁性的方法。
2008-01-31 cond-mat.mtrl-sci
