The lattice dynamics of the ferromagnetic spinel CuCr2Se4 (Tc = 430K) was studied experimentally by measuring the Raman spectra and theoretically by calculation of zone center phonon frequencies within a shell model. All Raman allowed modes (A1g + E_g + 3F2g) were identified and assigned to specific atomic motions. The relative intensity of the Raman lines varies strongly with excitation photon energy between 1.58 and 2.71 eV, but no significant phonon anomalies are observed near Tc.
Polar phonons and intrinsic dielectric response of the ferromagnetic insulating spinel CdCr$_2$S$_4$ from first principles
本文从第一性原理出发研究了铁磁尖晶石CdCr $_2$ S $_4$的介电性质。在LSDA+U模型下,利用冻结声子和Berry相位技术计算了带心声子和玻恩有效电荷。我们发现,所有的红外活性声子是相当稳定的立方空间群内。计算的静态介电常数与以前的测量结果吻合得很好。这些结果表明,最近观察到的异常介电行为在CdCr $_2$ S $_4$是不是由于极性模式的软化。我们建议进一步的实验来阐明这一点。
Semiconducting Electronic Structure of the Ferromagnetic Spinel $\mathbf{Hg}\mathbf{Cr}_2\mathbf{Se}_4$ Revealed by Soft-X-Ray Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Cation-ordered A$'_{1/2}$A$''_{1/2}$B$_2$X$_4$ magnetic spinels as magnetoelectrics
结果表明,在APDMATHABMO A $''_{1/2}$ B $_2$ X $_4$磁性尖晶石中,$'$和$''$阳离子的1:1有序排列导致了磁电性能的出现.磁感应电极化的可能值计算使用最近提出的微观模型,它考虑到自旋相关的电偶极矩的磁性离子位于非中心对称的晶体位置。我们建立了阳离子有序尖晶石中磁相变的唯象模型,描述了B阳离子自旋的铁磁和反铁磁有序模式,并计算了各自的磁电响应。我们发现有序尖晶石的磁电系数在铁磁相变或弱铁磁相变时出现发散。
Electronic structure and optical band gap of CoFe2O4 thin films
研究了在(001)取向LaAlO 3上生长的CoFe 2 O 4薄膜的电子结构和光学带隙。令人惊讶的是,这些薄膜显示额外的拉曼模式在室温下相比,散装尖晶石结构。拉曼模式的分裂被解释为考虑的短程有序的钴和铁阳离子的尖晶石结构的八面体位置。另外,随着薄膜厚度的减小,禁带宽度增大,这可以用量子尺寸效应和失配位错解释。这些结果为尖晶石相的生长提供了有趣的见解。
Magnetic and Structural Properties of A-Site Ordered Chromium Spinel Sulfides: Alternating Antiferromagnetic and Ferromagnetic Interactions in the Breathing Pyrochlore Lattice
Cobalt Substitution in CuFe$_{2}$O$_{4}$ spinel and its influence on the crystal structure and phonons
本文采用聚合物前驱体法,在700 ~ 1200 ${}^\circ$ C的不同退火温度下,制备了纳米尖晶石Co ${}_{1-x}$ Cu ${}_{x}$ Fe ${}_{2}$ O ${}_{4}$粉末。通过X射线粉末衍射对样品进行了表征,证实了CoFe ${}_{2}$ O ${}_{4}$样品为理想的反尖晶石结构,CuFe ${}_{2}$ O ${}_{4}$样品为四元畸变的反尖晶石结构。基于FWHM评估,我们估计未取代样品的微晶尺寸在27和37 nm之间变化。通过红外光谱和拉曼光谱确定了光学活性模式。混合样品的声子谱表现出局部四阶畸变。
Ferromagnetic phase of spinel compound MgV$_2$O$_4$ and its spintronics properties
尖晶石化合物MgV $_2$ O $_4$由于其奇异的量子磁态而被广泛地研究。然而,由于它在反铁磁(AFM)基态的固有绝缘性质,它在自旋电子学中的实际应用是相当有限的。在这里,基于第一性原理计算,我们研究的铁磁(FM)相的MgV $_2$ O $_4$,这被发现主机三维平带(FB)附近的费米能级,从而产生一个大的异常霍尔效应(AHE,$σ\approx 670\,Ω^{-1}\cdot cm^{-1}$)。计算结果表明,MgV $_2$ O $_4$具有良好的晶格匹配性,即使在与MgO界面作用后仍保持半金属性,是一种很有前途的自旋电子学自旋过滤材料.最后,我们探讨了通过应变和掺杂工程来稳定该FM相的实验可行性。我们的研究表明,实验上可达到的空穴掺杂量可能会引起AFM-FM相变。
Deep Learning Assisted Prediction of Electrochemical Lithiation State in Spinel Lithium Titanium Oxide Thin Films
National Taiwan University of Science and Technology(国立台湾科技大学);University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Indian Institute of Technology Jammu(印度理工学院詹姆分校);University of Chicago(芝加哥大学)
Identification of ferrimagnetic orbitals preventing spinel degradation by charge ordering in Li$_x$Mn$_2$O$_4$
尖晶石Li $_x$ Mn $_2$ O $_4$是广泛用于商业锂离子电池的关键阴极材料。这种材料的挑战是电池的容量随着循环而衰减,这种效应可以追溯到在完全锂化的LiMn $_2$ O $_4$(LMO)中存在反铁磁绝缘体相以及驱动MnO $_6$八面体畸变的相关电荷极化。在这里,通过将X射线磁康普顿散射实验与并行第一原理计算相结合,我们表明LMO的反铁磁相被一个强大的亚铁磁金属相包围,当从电荷有序的LMO中去除或添加少量的Li时,该金属相变得稳定。在这个令人惊讶的亚铁磁状态下,电荷有序和八面体扭曲被发现被强烈抑制。我们通过对磁康普顿散射谱的理论和实验分析,确定了亚铁磁轨道的性质。
Lattice dynamics and magnetic exchange interactions in GeCo2O4, a spinel with S = 1/2 pyrochlore lattice
GeCo $_2$ O $_4$是钴尖晶石家族中的独特系统ACo $_2$ O $_4$(A= Sn、Ti、Ru、Mn、Al、Zn、Fe等)。其中磁性Co离子稳定在烧绿石晶格上,表现出很大程度的轨道阻挫。由于低温反铁磁(AFM)有序和长程磁交换作用的复杂性,GeCo $_2$ O $_4$尖晶石的晶格动力学和磁结构一直是个谜。为了解决这个问题,在这里,我们提出了理论和实验研究的高度挫折的磁性结构,和红外(IR)和拉曼活性声子模式的尖晶石GeCo $_2$ O $_4$,它表现出AFM有序低于Néel温度$T_N$ ~21 K,其次是立方($Fd{\bar 3}m$)到四($I4_{1}/amd$)结构相变在$T_S$ ~16 K。我们的密度泛函理论(DFT+U)的计算表明,需要考虑磁交换相互作用的第三个最近的邻居得到一个准确的描述的低温原子力显微镜在GeCo $_2$ O $_4$秩序。在室温下,在680、413和325 cm $^{-1}$处观察到三种不同的IR活性模式($T_{1u}$),在760、647、550和308 cm $^{-1}$处分别观察到四种拉曼活性模式$A_{1g}$、$T_{2g}(1)$、$T_{2g}(2)$和$E_{g}$,它们与我们的DFT+U计算值相当匹配。所有的IR-活性和拉曼-活性声子模式表现出适度的自旋-声子耦合的签名。的各种参数的温度依赖性…
High temperature thermal cycling effect on the irreversible responses of lattice structure, magnetic properties and electrical conductivity in Co$_{2.75}$Fe$_{0.25}$O$_{4+δ}$ spinel oxide
报道了Co $_{2.75}$ Fe $_{0.25}$ O $_4$铁氧体的高温同步辐射X射线衍射(SXRD)、直流磁化强度和电流-电压(I-V)特性。该材料是通过Fe和Co的硝酸盐溶液在pH = 11下的化学反应以及随后在200 ℃、500 ℃和900 ℃的温度下退火来制备的。通过将温度从300 K循环到高温(升温模式)并返回到300 K(冷却模式)来进行测量。SXRD图谱表明在高度富Co的尖晶石氧化物中存在精细的两相立方尖晶石结构。磁化曲线显示出本征亚铁磁特征和缺陷诱导额外的铁磁相在较高的温度。电导率在升温模式和降温模式之间表现出明显的热滞回线。随着测量温度的变化,样品展现出晶格结构、磁化强度和电导率不可逆现象的新信息。
Polarized Temperature Dependent Raman Study of Bi2Te3-Cr2Ge2Te6 heterostructure and the Ferromagnetic Insulator Cr2Ge2Te6
Cr2 Ge 2 Te 6几十年来一直受到关注,因为它是少数几种铁磁绝缘体之一。最近,这种材料已被重新审视,由于其作为衬底的拓扑绝缘体的Bi 2 Te 3的潜力。这使得研究拓扑绝缘体中的反常量子霍尔效应成为可能,并为新型自旋电子器件提供了一条途径。为了探索这两种材料的兼容性,我们使用偏振变温拉曼显微镜研究Bi 2 Te 3-Cr2 Ge 2 Te 6异质结构以及Cr2 Ge 2 Te 6的声子动力学。我们发现的Cr2 Ge 2 Te 6声子的温度依赖性的结果主要从非谐性,虽然也观察到一个小的磁弹性耦合。我们的研究结果证实了潜在的Cr2 Ge 2 Te 6作为拓扑绝缘体的衬底。
Phonon dispersion, Raman spectra and evidence for spin-phonon coupling in MnV$_2$O$_4$ from first-principles
尖晶石结构中的MnV $_2$ O $_4$已知表现出耦合的轨道和自旋有序,并且其拉曼光谱在其低温相中显示出有趣的异常。为了解释这种行为,涉及耦合自旋和声子的目标,我们确定在这里的自旋-声子耦合MnV $_2$ O $_4$从其声子谱的理论分析和它们的依赖于自旋有序和电子相关性,从第一性原理密度泛函理论计算。使用这些在分析的基础上的朗道类理论,我们发现的机制,在其低温阶段观察到的拉曼异常。
Magneto-Elastic Coupling in a potential ferromagnetic 2D Atomic Crystal
Cr2 Ge 2 Te 6几十年来一直受到关注,因为它是少数几种自然形成的铁磁半导体之一。最近,这种材料由于其作为二维半导体铁磁体和在拓扑绝缘体中诱导反常量子霍尔态的衬底的潜力而被重新审视。然而,Cr2 Ge 2 Te 6的许多相关性质仍然知之甚少,特别是自旋-声子耦合至关重要的自旋电子学,multiferrioc,热导率,磁接近和长程序的建立在纳米尺度上。我们通过在10 K到325 K的温度范围内的高分辨率显微拉曼散射测量来探索晶格和磁性之间的相互作用。从多个方面证实了强的自旋-声子耦合效应:铁磁相中的两个低能模分裂,顺磁相中的磁准弹性散射,三个模的声子能量在Tc以下有明显的上升,声子线宽在Tc以下也有明显的变化.我们的结果提供了第一个演示的自旋-声子耦合在一个潜在的二维原子晶体。
Griffiths-like phase, spin-phonon coupling, and exchange-bias in the disordered double perovskite GdSrCoMnO$_{6}$
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Institute of Chemical Technology–IndianOil Odisha Campus(化工技术研究所-印度石油奥迪沙校区);School of Advanced Materials, and Chemistry and Physics of Materials Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research(贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心先进材料学院及材料化学与物理单元)
Magneto-optic phonon resonances in magnetic topological EuCd2As2 via helical Raman spectroscopy
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Indian Institute of Science Education and Research Bhopal(博帕尔科学教育研究院)