Colloidal Anisotropic ZnO-Fe@FexOy Nanoarchitectures with Interface-Mediated Exchange-Bias and Band-Edge Ultraviolet Fluorescence
采用胶体晶种生长法合成了基于ZnO纳米棒的铁基磁性畴结构的杂化纳米晶。该方法涉及在非配位溶剂中的尺寸定制的ZnO纳米棒种子上的Fe纳米晶体的非均质成核,然后将前者部分表面氧化为相应的Fe@FexOy核@壳域。根据ZnO晶种的表面反应性,可以合成具有可变数量和尺寸的Fe基纳米畴的HNC。在这些HNC的结构与性能的关系进行了仔细的研究。在HNC的特征在于大量的小Fe@FexOy核@壳纳米结构域的ZnO种子表面上,在Fe-核和FexOy-壳的界面通信产生了相当大的交换偏置效应介导的冻结界面自旋。另一方面,在携带较低密度的相对较大的Fe@FexOy域的HNC中,Fe核的部分去除在其间产生内部空隙,这导致抑制的交换耦合各向异性。作为功能性的进一步证明,HNC表现出明显的带边紫外荧光。后者是蓝移相比,父母ZnO NR,推断耦合的半导体和磁体部分。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetism of the diluted magnetic semiconductor Fe-doped ZnO nano-particles
利用X射线光电子能谱(XPS)、共振光电子能谱(RPES)、X射线吸收谱(XAS)和X射线磁圆二色性(XMCD)研究了Zn $_{0.9}$ Fe $_{0.1}$ O纳米粒子的电子结构。从实验和团簇模型计算结果中,我们发现Fe原子主要以Fe $^{3+}$离子态存在,并含有少量的Fe $^{2+}$,在纳米颗粒的表面区域Fe $^{3+}$离子占主导地位.结果表明,Zn $_{0.9}$ Fe $_{0.1}$ O纳米粒子的室温铁磁性主要来源于在$\sim$ 2-3 nm的XMCD探测深度范围内占据两组非等效位置的不等量Fe $^{3+}$离子之间的反铁磁耦合.
2009-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism studies of transition-metal-co-doped ZnO nano-particles
采用X射线吸收光谱(XAS)和X射线磁性圆二色性(XMCD)研究了顺磁性(Mn,Co)共掺杂和铁磁性(Fe,Co)共掺杂的ZnO纳米粒子。表面敏感的总电子产额模式和体敏感的总荧光产额模式已被用来提取的纳米粒子的表面和内核区域的价态和自旋态。XAS光谱表明,显着部分的掺杂Mn和Co原子被发现在三价和四价状态,特别是在表面区域,而大部分的Fe原子被发现在三价状态的内核区域和表面区域。XMCD谱表明,表面区域的Fe $^{3+}$离子产生铁磁性,而表面区域的Co和Mn离子只表现出顺磁性。内核区域的过渡金属原子不显示磁信号,这意味着它们是反铁磁耦合的。本研究结果结合先前对过渡金属掺杂ZnO纳米颗粒和纳米线的研究结果表明,掺杂空穴,可能是由于Zn空位在纳米颗粒和纳米线的表面形成,而不是掺杂电子参与发生在这些系统中的铁磁性。
2012-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
\textit{Additional} carrier-mediated ferromagnetism in GdN
GdN中铁磁交换相互作用的机制还没有很好的理解。有人认为这可能是由于\textit{d-f}混合和\textit{d-f}交换的四阶交叉过程。另一种解释表明,在岩盐结构上Gd \textit{d}和N \textit{p}诱导的磁矩之间存在反铁磁相互作用,通过\textit{d-f}交换使最近邻Gd \textit{f}磁矩铁磁对齐.在本文中,我们提出的GdN的居里温度作为载流子密度的函数计算在我们的多带修改RKKY-类交换相互作用的结果。它包括5 \textit{d}导带的实际能带结构作为单粒子能量的输入。我们分析了GdN中载流子介导的铁磁性的可能性,并证明了一个简单的唯象模型,证明了载流子的作用。
2010-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Step Stone Effect: A sp anti-bonding Mediated Long-Range Ferromagnetism in Cr-doped Carrier-Free Bi2Te3
尽管近年来量子反常霍尔效应的实现取得了很大的进展,但长程铁磁性的物理机制仍不清楚。基于我们的密度泛函理论计算,我们发现了一个有趣的长程铁磁有序的Cr掺杂,无载流子的Bi2Te3,与掺杂剂之间的间隔大于8欧姆。我们发现,这种磁耦合是由反键状态起源于一个Te 5p状态和Bi 6s状态的孤对促进,尽管这个反键状态低于价带最大值。这样的状态作为一个隐藏的台阶融合在电子海和调解的远程磁秩序。提出了一个有效的电子跳跃模型来解释这一机制。这一新的机制有助于理解绝缘体中的长程铁磁性,并可能导致稀磁半导体中长程磁性有序的实现。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of the crystal structure on the ferromagnetic correlations in ZnO with magnetic impurities
本文采用量子Monte Carlo方法和紧束缚近似,在Haldane-Anderson杂质模型下研究了(Zn,Mn)O的铁磁性.这种计算方法使我们能够确定主机晶体结构如何影响杂质的束缚态,这在杂质之间的铁磁(FM)相关性的发展中起着重要的作用。我们发现FM相关性强烈地受晶体结构的影响。特别是,在p-型(Zn,Mn)O,我们观察到FM相关性的发展,在低温下的纤锌矿和锌尖晶石晶体结构的扩展范围。然而,对于岩盐结构,在杂质之间没有观察到FM相关性。此外,在含有磁性杂质的n型ZnO中,没有发现杂质束缚态和FM关联。
2008-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional carrier-mediated ferromagnetism above room temperature in ion-implanted (Ga, Mn)P:C
离子注入Mn离子到空穴掺杂的GaP已被用来诱导高于室温的铁磁行为的最佳Mn浓度接近3at.%。当Mn剂量从3at.%增加或减少时,磁性被抑制。值,或者当使用n型GaP衬底时。在低温下,饱和磁矩大约是一个玻尔磁子的数量级,根据布洛赫定律T^3/2磁化强度的依赖关系推断出的自旋波刚度提供了居里温度的估计值Tc = 385 K,超过了实验值Tc = 270 K。铁磁团簇和滞后的存在下,至少330 K的温度是由于无序和接近金属绝缘过渡。
2002-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism in the Periodic Anderson Model: A Comparison of Spectral Density Approximation (SDA), Modified Alloy Analogy (MAA) and Modified Perturbation Theory (MPT)
我们比较了不同的近似方案研究铁磁性的周期安德森模型。几个近似值的使用允许详细分析各自方法的影响,以及驱动铁磁转变的机制。对于近藤极限,我们的研究结果证实了先前提出的机制导致铁磁秩序,即通过在导带中形成近藤屏蔽云介导的RKKY交换。相反的情况下,发现在中间价制度。这里,确保自能的正确高能扩展的带移校正是必不可少的。包含阻尼效应降低了铁磁相的稳定性。
2000-08-30 cond-mat.str-el
Ferromagnetism and superconductivity in twisted double bilayer graphene
提出了一种扭曲双层石墨烯(TDBG)中铁磁和超导有序竞争的理论。在我们的理论中,铁磁性是由库仑排斥引起的,而具有谷间等自旋配对的超导性可以由电声声子相互作用介导。我们计算了铁磁性和超导性的转变温度与莫尔带填充因子的函数关系,发现在半填充时铁磁绝缘体的电子和空穴侧都可以出现超导圆顶。我们表明,铁磁绝缘间隙有一个圆顶形状依赖于层电势差,这提供了一个解释的实验观察,铁磁绝缘体只发展在一个有限范围内的外部位移场。我们还验证了半填充铁磁绝缘体对两种类型的集体激发的稳定性,即,自旋磁振子和谷磁振子。
2020-04-01 cond-mat.str-el
Possible d0 ferromagnetism in MgO doped with nitrogen
研究了掺氮MgO化合物中d 0铁磁性的可能性。紧束缚近似下的Haldane-Anderson杂质模型制定确定主机能带结构和杂质主机杂化。使用量子蒙特卡罗技术,我们观察到一个有限的本地的N杂质的时刻,和两个N杂质之间的长程铁磁关联。杂质束缚态对铁磁关联有很强的影响。当一对杂质之间的铁磁关联映射到各向同性海森堡模型的两个自旋12粒子,有效的交换常数J12被发现随温度的升高而增加。在其他稀磁半导体中也得到了类似的J12的温度依赖性,例如掺杂Mn的锌掺杂ZnO。J_(12)的温度依赖性表明,至少在低杂质自旋的极限下,全哈密顿量到自旋哈密顿量的映射不能完全描述稀磁半导体的磁关联.
2008-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Carrier-induced ferromagnetism in n-type ZnMnAlO and ZnCoAlO thin films at room temperature
实现在室温以上具有铁磁性的半导体将可能导致新一代具有革命性电学和光学特性的自旋电子器件。掺杂ZnO的转变温度很高,但特别是Mn掺杂,报道的时刻很小。我们表明,通过仔细控制缺氧和铝掺杂的n型ZnMnO和ZnCoO在室温下测得的铁磁矩分别接近理想值5mB和3mB。此外,每个过渡金属离子的磁化强度和载流子的数目与过渡金属供体的数目的比率之间的明确相关性被建立,如对于Mn和Co掺杂的膜两者的载流子诱导的铁磁性所预期的。磁化强度对载流子密度的依赖性类似于稀磁半导体的转变温度的预测,其中过渡金属离子之间的交换是通过自由载流子。
2006-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism mediated by giant spin polarization of metallic ligand band in van der Waals magnet Fe5GeTe2
研究了铁磁范德华金属Fe 5GeTe 2的近费米能(EF)元素特定的电子态和自旋态.软X射线角分辨光电子能谱(SX-ARPES)测量提供了局域化Fe 3d带的光谱证据。我们还发现本地化的Fe 3d带和离域的Ge/Te p带之间的突出的杂交。这张照片是强烈支持直接观察到的显着的自旋极化的配位体p带附近的EF,使用X-射线磁性圆二色性(XMCD)测量。据我们所知,在文献报道的任何体系中非磁性元素的有限XMCD信号中,配体元素Te的XMCD信号强度显示出最高值。结合SX-ARPES和元素选择性XMCD测量,我们共同指出了巨大的自旋极化的离域配位体Te状态的重要作用,实现巡回远程铁磁性Fe 5GeTe 2。我们的发现为理解低维化合物中巡游铁磁性的机制提供了一个基本的元素选择性观点,也为通过界面能带工程设计异质结构中的奇异磁性态提供了思路.
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simultaneous suppression of ferromagnetism and superconductivity in UCoGe by Si substitution
研究了在铁磁超导体UCoGe中Si替代Ge的效应。对多晶UCoGe $_{1-x}$ Si $_x$样品的直流磁化强度、交流磁化率和电阻率的测量表明,随着Si含量的增加,铁磁有序和超导电性逐渐降低,并在临界浓度$x_{cr} \simeq 0.12$处消失。$x_{cr}$附近电阻率的非费米液体温度变化和有序矩的平滑降低表明连续的铁磁量子相变。超导性仅限于铁磁相,这为磁介导超导性提供了进一步的证据。
2008-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetism induced in anisotropic stacked kagome-lattice antiferromagnet Cs$_2$Cu$_3$CeF$_{12}$
通过磁化强度和比热测量研究了Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$的磁性. Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$由Cu $^{2+}$的屈曲kagome晶格构成,其沿着b轴堆叠。屈曲kagome晶格中的交换网络是强各向异性的。因此,Cs $_2$ Cu $_3$ CeF $_{12}$可以分为两个子系统:具有强反铁磁交换相互作用的交替海森堡链和悬挂自旋。悬挂自旋通过有效的交换相互作用相互耦合,这是由链自旋介导的。悬挂自旋进一步分为两个子系统,DS1和DS2。DS1中的悬挂自旋在3.14 K下经历三维铁磁有序,而DS2中的悬挂自旋在0.35 K下保持顺磁性。DS1自旋之间的有效相互作用近似地由铁磁$XXZ$模型表示,其中$z$方向平行于晶体学c轴。得到了$H {\parallel} c$的磁相图,并在分子场近似下进行了分析。随着磁场的增加,悬挂自旋被极化,磁化曲线在饱和磁化强度的三分之一处呈现出宽的平台。
2012-03-20 cond-mat.str-el
Superconductivity on the border of weak itinerant ferromagnetism in UCoGe
我们报道了常压下UCoGe中铁磁有序和超导电性的共存。磁化强度测量表明,UCoGe是一种弱铁磁体,居里温度T_{C} = 3 K,有序矩$m_{0}$ = 0.03 $μ_B$ .观察到超导性的电阻转变温度T_{s} = 0.8 K的最佳样品。热膨胀和比热测量为体磁性和超导性提供了坚实的证据。接近铁磁不稳定性,缺陷的灵敏度T_{s},和泡利限制的情况下,建议介导的临界铁磁波动的三重态超导性。
2007-08-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay of Charge and Magnetic Orders in SmNiC$_2$ Mediated by Electron-Phonon Interaction
Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所);Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi), Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院卡尔斯鲁厄纳米显微设施);ESRF – The European Synchrotron(欧洲同步辐射装置)
通过电子-声子相互作用研究SmNiC$_2$中电荷密度波与铁磁性的相互作用,揭示了CDW形成和竞争有序态平衡的关键作用。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el