Real space Green's function approach to angle resolved resonant photoemission: spin polarization and circular dichroism in itinerant magnets
基于实空间多重散射格林函数方法，提出了磁性表面自旋和角度分辨共振光电发射的第一性原理方法。将其应用于Fe（010）价带光电子发射，在Fe L3吸收边附近用圆偏振X射线激发。当光子能量被扫过Fe 2 p-3d共振时，价带谱在绝对和相对峰强度、自旋偏振度和光偏振依赖性方面被强烈修改。自旋极化谱中的新峰被确定为自旋翻转跃迁引起的自旋混合芯孔的交换衰变。通过与单原子和能带结构数据的比较，表明原子内散射和多次散射效应对光谱都有很大的影响。我们展示了如何链接到不同的轨道对称性的状态在d带的不同功能不同的共振效应增强。分析了不同几何形状光入射和电子发射方向下圆二色性和自旋极化的出现和起源，为今后的实验提供了指导。
2013-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-moment ferrimagnetic phase of the Heusler compound Cr2CoAl
合成在反赫斯勒相中形成的半金属全补偿亚铁磁体可能导致优异的自旋电子器件。这些材料在室温下将具有高自旋极化，具有非常小的边缘磁场。先前的理论研究表明，由于其低活化能，Cr2CoAl应该以稳定的反Heusler晶格形成。在这里，化学计量的Cr2CoAl样品电弧熔化，并在不同的温度下退火，然后研究其结构和磁性能。高分辨率同步辐射X射线衍射显示，除了CoAl和Cr相的化学有序Heusler相。软X射线磁性圆二色性表明Cr和Co的磁矩是反铁磁性取向的，导致在Cr2CoAl中观察到低的磁矩。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of low-moment ferrimagnetic Heusler Cr2CoGa thin films grown by molecular beam epitaxy
近年来，理论家们预测了许多具有低磁矩和大自旋极化率的自旋电子学应用材料。这些化合物被预测形成的逆Heusler结构，然而，这些化合物中的许多已被发现相分离。在这项研究中，有序的Cr2CoGa薄膜合成无相分离，使用分子束外延。本生长的薄膜表现出低的磁矩从反铁磁耦合的Cr和Co原子与SQUID磁强计和软X射线磁性圆二色性测量。电测量表明，热激活的电阻率与活化能为87毫电子伏。这些结果证实了自旋无隙半导体行为，这使得这些薄膜很好地定位为未来的设备。
2016-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics and damping due to electron-phonon scattering in a ferrimagnetic exchange model
本文提出了一种磁性“玩具”模型磁化阻尼的微观计算方法。“磁性系统由反铁磁耦合到局域自旋的无色散带的巡回载体组成，磁化阻尼是由于在存在自旋轨道耦合的情况下巡回载体耦合到声子浴。使用平均场近似的动力学交换模型，并假设自旋轨道耦合的Rashba形式，我们推导出玻尔兹曼散射积分的分布和自旋相干性的情况下，反铁磁交换分裂，包括仔细分析寿命加宽和磁隙之间的连接。对于Elliott-Yafet型巡游自旋动力学，我们从对应于磁化矢量倾斜的初始条件中提取失相和磁化时间T_1和T_2，并与Landau-Lifshitz或Gilbert阻尼等唯象方程进行比较。我们还分析了该系统的磁化旋进和阻尼，包括各向异性场，并发现通过平均场耦合的载体介导的定域自旋的退相。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-optical magnetization switching in ferrimagnetic alloys: deterministic vs thermally activated dynamics
利用X射线磁圆二色性作为对比机制的光发射电子显微镜，对稀土过渡金属亚铁磁合金中的全光磁化翻转（AOS）现象提供了新的认识。从单个线偏振激光脉冲激发后拍摄的一系列静态图像中，可以用相关系数来衡量AOS的重复性。据发现，低介电常数使热激活畴壁运动，反过来限制了开关的可重复性。磁化动力学的时间分辨测量表明，虽然AOS发生在磁化补偿温度$T_\text{M}$以下和以上，但在不存在$T_\text{M}$的GdFe样品中没有观察到AOS。最后，AOS实验证明对施加的磁场高达180 mT。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Element-resolved x-ray ferrimagnetic and ferromagnetic resonance spectroscopy
我们报告使用X射线磁圆二色性（XMCD）在千兆赫频率的元素特定的磁共振谱的测量。我们研究了Gd取代钇铁石榴石中Gd和Fe离子的亚铁磁旋进，表明Gd的共振场和线宽与Fe精确一致，直到参数激发的非线性区域。相对于Fe的Gd X射线磁共振信号的相反符号与两种离子物种的动态反铁磁对准一致。此外，我们研究了双层金属膜，Ni $_{80}$ Fe $_{20}$（5 nm）/Ni（50 nm），其中Ni和Ni $_{80}$ Fe $_{20}$的耦合共振模式分别解决，揭示了在各个层的共振场的位移，但没有相互驱动的效果。能量依赖的动态XMCD测量，结合X射线吸收和磁共振光谱。
2008-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Magnetic Ordering in Cr-doped Bi2Se3 using High-TC Ferrimagnetic Insulator
我们报道了一个模型的磁掺杂拓扑绝缘体（TI），Bi 2-xCrxSe 3，通过邻近效应使用高TC亚铁磁绝缘体Y3 Fe 5 O 12的研究。FMI为TI提供了一个交换相互作用的源，但没有去除非平凡的表面态。通过进行元素特定的X射线磁圆二色性（XMCD）测量，我们已经明确地观察到增强TC的50 K，在这种磁掺杂TI/FMI异质结。我们还发现，与稀释铁磁半导体（DMS）相比，穿透深度更大（30 K时为6.6 nm）但下降速度更快（从30 K到50 K下降80%），这可能表明FMI之间相互作用的新机制和非平凡的TI表面。
2015-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Linearly polarized GHz magnetization dynamics of spin helix modes in the ferrimagnetic insulator Cu$_{2}$OSeO$_{3}$
线性二向色性--电磁波的偏振相关吸收--在DNA结构测定或光学技术中的偏振滤光器等各种应用中被常规地利用。在这里，具有大长宽比的附加吸收器是先决条件。对于磁化动力学在几GHz的频率制度严格的线性二向色性没有观察到超过八十年。在这里，我们表明，散装手性磁铁铜$_{2}$ OSeO $_{3}$表现出线性极化磁化动力学在一个意想不到的小频率约2 GHz。与由非磁性吸收体组装的光学滤波器不同，磁体作为块体材料提供线性偏振，用于极宽范围的长宽比。此外，给定模式的偏振平面可以通过宽度的微小变化切换90 $^\circ$。我们的研究结果揭示了一个新的光磁化动力学的亚铁磁有序结合各向异性交换相互作用提供了严格的线性极化和交叉极化模式的样品形状的广泛范围。这一发现允许新的设计规则和优化的微波到磁振子转换在新兴的微波技术。
2017-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A variety of elastic anomalies in orbital-active nearly-itinerant cobalt vanadate spinel
我们对一种近金属尖晶石Co $_{1.21}$ V $_{1.79}$ O $_4$单晶进行了超声速度测量，该单晶在$T_C \sim$ 165 K下表现出亚铁磁相变。实验结果表明，在$T_C$以上的顺磁相和$T_C$以下的亚铁磁相都存在着各种弹性异常，这可能是由轨道简并的V3 $d$电子的近巡游特性驱动的.在顺磁相以上的$T_C$，弹性模量表现出弹性模式依赖的不寻常的温度变化，表明存在一个动态的自旋团簇状态。此外，在$T_C$以上，弹性模量的灵敏磁场响应表明，在负磁阻下，V3 $d$电子的磁场增强近巡游特性从自旋团簇态出现。这应该是由作用在轨道简并3 $d$电子上的V位间相互作用触发的。在低于$T_C$的亚铁磁相中，弹性模量在$T_1\sim$ 95 K和$T_2\sim$ 50 K下表现出明显的异常，分别在$T_1$处磁电阻的符号改变（低于$T_1$为正）和低于$T_2$的正磁电阻的增强。在$T_C$以下的这些观察表明在$T_1$处连续发生轨道玻璃有序和在$T_2$处的结构相变，其中V3 $d$电子的相当局部化的特征在$T_1$以下演化，并且在$T_2$以下进一步增强。
2017-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Detection of induced paramagnetic moments in Pt on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ via x-ray magnetic circular dichroism
用X射线磁圆二色性（XMCD）研究了低温高磁场下铁磁绝缘体$_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）上超薄Pt膜的磁矩.我们观察到一个XMCD信号，由于在Pt $L_{3}$ -和$L_{2}$ -边缘的Pt膜的磁矩。通过元素特异性磁测量，我们发现即使当磁场远大于YIG的饱和磁场时，Pt $L_{3}$ -边缘处的XMCD信号也随着磁场的增加而逐渐增加。重要的是，所观察到的XMCD强度被发现是远远大于预期的强度从泡利顺磁性的Pt时，Pt膜连接到YIG。这些结果暗示了YIG上Pt中感生顺磁矩的出现，并解释了Pt/YIG系统中非常规霍尔效应的特征。
2017-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Interaction between magnetic moments and itinerant carriers in d0 ferromagnetic SiC
阐明磁矩与巡游载流子的相互作用是自旋电子学应用的重要一步。在这里，我们研究的磁性和输运性质的d0铁磁SiC单晶植入后脉冲激光退火制备。磁矩是由碳原子的p态贡献的，但其磁圆二色性与半绝缘SiC样品中的不同。反常的霍尔效应和负的磁电阻表明了自旋序对自由载流子的影响。与退火后的注铝SiC相比，注氮SiC的铁磁性相对较弱。结果表明，d0磁矩与巡游载流子之间存在相互作用，这将有助于d0铁磁性SiC自旋电子器件的发展.
2017-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Reduced magnetocrystalline anisotropy of CoFe$_2$O$_4$ thin films studied by angle-dependent x-ray magnetic circular dichroism
尖晶石型CoFe $_2$ O $_4$是一种铁磁绝缘体，其Néel温度超过790 K，并且在块体材料中显示出强的立方磁晶各向异性（MCA）。然而，当在其它材料上生长CoFe $_2$ O $_4$膜时，其磁性能劣化，从而预期在界面区域中形成所谓的磁死层。利用X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了Si（111）衬底上生长的CoFe $_2$ O $_4$ /Al $_2$ O $_3$双层膜界面处CoFe $_2$ O $_4$的磁各向异性是如何改变的.我们发现，较薄的CoFe $_2$ O $_4$薄膜具有显着较小的MCA值比散装材料。MCA的减少由先前的研究报道的在$O_h$位点的Co $^{2+}$离子的数量减少来解释[Y. K. Wakabayashi $\textit{et al.}$，Phys. Rev. B $\textbf{96}$，104410（2017）]。
2021-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of Néel-type skyrmions and domain walls in a ferrimagnetic DyCo$_3$ thin film
本研究以典型亚铁磁材料DyCo₃为对象，借助STXM和XMLD技术观测到其孤立斯格明子的畴壁为Néel型，证实了体系中本征DMI的存在，为亚铁磁材料手性自旋织构调控研究提供了关键依据。
2023-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures of Cr$_{1-δ}$X (X=S, Te) studied by Cr 2p soft x-ray magnetic circular dichroism
测量了铁磁Cr $_{1-δ}$ Te（$δ$ =0.11-0.33）和亚铁磁Cr $_{5}$ S $_{6}$的Cr 2 p芯激发XAS和XMCD谱。发现对于Cr $_{1-δ}$ Te，所观察到的XMCD线形非常弱地依赖于$δ$。通过考虑杂化效应和电子关联效应的组态相互作用团簇模型计算，对实验结果进行了分析。计算结果表明，Cr $_{1-δ}$ Te中Cr缺陷产生的空穴主要存在于Te 5轨道上，而Cr $_{5}$ S $_{6}$中的空穴可能存在于Cr 3d轨道上.
2004-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Re-based ferrimagnetic double perovskites
用X射线磁圆二色性（XMCD）方法研究了双钙钛矿结构A_2FeReO_6（A = Ba，Sr，Ca）中Re 5d离子在Re L（2，3）边的自旋和轨道磁矩.在这些亚铁磁性化合物中，在Re原子处检测到异常大的负自旋和正轨道磁矩。在双钙钛矿Sr2ScReO6中观察到的“非磁性”双钙钛矿中有限自旋磁矩的存在证明Re也具有小但有限的固有磁矩。我们进一步表明，通常被忽视的碱土金属离子的例子，钡和钙，无疑也有助于亚铁磁双钙钛矿的磁性。
2009-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
State of Co and Mn in half-metallic ferromagnet Co$_2$MnSi explored by magnetic circular dichroism in hard X-ray photoelectron emission and soft X-ray absorption spectroscopies
半金属Heusler化合物Co $_2$ MnSi是一种非常有吸引力的自旋电子器件材料，因为它具有非常高的隧穿磁阻比。本工作报告的光谱研究薄钴$_2$锰硅薄膜，因为它们被用作磁性隧道结的电极。所研究的薄膜表现出抑制面内磁化强度，饱和时磁矩约为5~ $μ_B$，正如预期的那样。只有4~mT的低矫顽磁场表明了软磁行为。在Co和Mn的$2p$核心水平上测量发射和吸收的磁二向色性。光电子能谱是用能量为6~keV的圆极化硬X射线激发的，取自剩磁薄膜。软X射线吸收谱是在4~T的感应磁场中拍摄的。这两种方法都产生了大的二色性效应。分析揭示了Mn原子的电子和磁矩的局域化特征，而Co原子的电子对总磁矩的贡献是巡回的。
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetic Slater Insulator Phase of the Sn/Ge(111) Surface
我们对Sn/Ge（111）表面进行了半局域和混合密度泛函理论（DFT）研究，以确定在低于${\sim}$ 30 K时观察到的绝缘${\sqrt{3}}{\times}{\sqrt{3}}$相的起源。与半局域DFT计算预测金属3-${\times}$ 3基态的结果相比，考虑范德华相互作用的混合DFT计算表明，具有${\sqrt{3}}{\times}{\sqrt{3}}$结构对称性的绝缘亚铁磁结构在能量上优于金属3-${\times}$ 3结构.结果表明，自相互作用误差的校正与混合交换相关泛函引起的亚铁磁序引起的带隙开放。结果表明，所观察到的绝缘相是归因于斯莱特机制通过巡回磁序，而不是迄今为止接受的莫特-哈伯德机制通过电子关联。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-induced flipped spin state in synthetic ferrimagnetic Pt/Co/Gd heterolayers
本研究采用多尺度方法探究合成亚铁磁性Pt/Co/Gd异质结的磁学性质，发现邻近效应诱导Gd层形成翻转自旋态，揭示了界面诱导磁矩规律及Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对亚铁磁构型的关键作用。
2025-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced ferromagnetic moment in Co-doped BiFeO3 thin films studied by soft X-ray circular dichroism
BiFeO $_3$（BFO）在室温下表现出铁电性和磁有序性，但由于自旋倾斜而产生的铁磁分量可以忽略不计。已知过渡金属原子如Co取代Fe可增强BFO中的铁磁组分。为了揭示这种磁化增强的起源，我们对生长在LaAlO $_3$（001）衬底上的BiFe $_{1-x}$ Co $_x$ O $_3$（{\it x}= 0 to 0.30）（BFCO）薄膜进行了软X射线吸收光谱（XAS）和软X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。XAS结果表明，Fe和Co离子以Fe $^{3+}$和Co $^{3+}$两种状态存在。XRD结果表明，室温下Fe离子表现出铁磁性，而Co离子表现出反铁磁性。XAS和XMCD测量还显示部分Fe $^{3+}$离子与氧离子以四面体配位，但八面体配位的Fe $^{3+}$离子的XMCD信号随着Co含量的增加而增加。结果表明，在低Co浓度下存在的铁磁相$γ$-Fe $_2$ O $_3$随Co浓度的增加而减少，八面体晶场中Fe $^{3+}$离子的铁磁成分随Co浓度的增加而增加，这可能反映了Fe $^{3+}$离子倾斜度的增加.
2013-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Interface electronic structure at the topological insulator - ferrimagnetic insulator junction
利用角分辨光电子能谱学和X射线吸收磁圆二色性（XMCD）研究了三维拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3薄膜和亚铁磁绝缘体Y3 Fe 5 O 12（YIG）薄膜之间的界面电子态.直接观察了Bi_2Se_3薄膜的表面态，并证实了Fe ~（3+）态在YIG薄膜中的局域3d自旋态。邻近效应可能用YIG膜中局域Fe 3d电子与Bi 2Se 3膜中表面和体态离域电子之间的交换相互作用来描述。居里温度（TC）可以通过减少具有相反自旋方向的界面Fe 2+离子的量来增加，所述相反自旋方向可观察为XMCD谱中的前边缘。
2016-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized imaging of strongly interacting fermions in the ferrimagnetic state of Weyl candidate CeBi
CeBi具有复杂的磁相图，其全极化态最近被认为是Weyl半金属，尽管$f$态在促进强相互作用中的作用仍然难以捉摸。在这里，我们专注于研究较少，但也时间反演破铁磁相的CeBi，我们的密度泛函理论（DFT）计算预测附近的费米能级$E_\mathrm{F}$额外的外尔节点。我们使用自旋极化扫描隧道显微镜和光谱成像的表面亚铁磁顺序巡回Bi $p$状态，表明其轨道杂交与本地化Ce $f$状态。我们观察到这种自旋极化签名的抑制在$E_\mathrm{F}$，符合Fano线形状的电导谱，表明Bi $p$状态部分近藤屏蔽$f$磁矩，这种$p-f$杂交导致强烈的费米能级带重整化。$p$能带平坦化得到了我们的准粒子干涉（QPI）测量的支持，该测量也显示了与DFT一致的能带分裂，描绘了强相互作用的磁性Weyl半金属的一致图像。
2022-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Compensation-Like Temperature and Spin-Flip Switch in Strained Thulium Iron Garnet Thin Films: Tuning Sublattice Interactions for Ferrimagnetic Spintronics
本文研究30 nm厚拉伸应变铥铁石榴石（TmIG）薄膜的磁特性，发现类补偿温度（Tcomp-like）和场诱导Tm亚晶格自旋翻转转变，为亚铁磁自旋电子学中亚晶格相互作用调控提供新见解。
2025-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure investigation of GdNi using X-ray absorption, magnetic circular dichroism and hard x-ray photoemission spectroscopy
GdNi是具有居里温度Tc = 69 K的亚铁磁性材料，其表现出大的磁热效应，使其可用于磁制冷机应用。通过X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了GdNi在亚铁磁相的电子结构.我们分别用原子多重态和团簇模型计算分析了Gd M $_{4,5}$ -edge（$3d$ - $4f$）和Ni L $_{2,3}$ -edge（$2p$ - $3d$）光谱. Gd M $_{4,5}$ -edge XAS的原子多重态计算表明Gd在GdNi中是三价的，与局域$4f$态一致。另一方面，模型集群计算镍L $_{2,3}$ -边缘XAS表明，镍是有效的二价GdNi和强烈的杂化与最近的邻居Gd状态，导致在$d$ -电子计数为8.57。Gd M $_{4,5}$边缘XMCD光谱与S = 7/2和L=0的基态构型一致。Ni-L-$_{2,3}$边XMCD结果表明，反铁磁排列的Ni磁矩表现出小但有限的磁矩（$m_{tot}$ $\sim$ 0.12 $μ_B$），比值为$m_{o}/m_{s}$ $\sim$ 0.11.价带硬X射线光电子能谱显示Ni $3d$在费米能级的特征，确认部分填充的$3d$带，而Gd $4f$状态处于远离费米能级的高结合能。结果表明，Ni的$3d$带未被完全占据，与稀土基合金的电荷转移模型相矛盾。所获得的电子参数表明，GdNi是一个强相关的电荷转移金属与Ni…
2020-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of magnetically dead layers in epitaxial CoFe2O4/Al2O3/Si(111) films studied by X-ray magnetic circular dichroism
由于CoFe_2 O_4的自旋过滤效应，CoFe_2 O_4/Al_2 O_3双层外延膜有望成为Si中高效的自旋注入器。为了充分利用该系统的潜力，了解磁死层的微观起源在CoFe 2 O 4/Al 2 O3界面是必要的。本文研究了不同厚度的CoFe_2O_4（111）薄膜的晶体结构、电子结构和磁性（厚度d = 1.4，2.3，4，利用软X射线吸收谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）结合团簇吸收谱（GCD）研究了CoFe_2 O_4（111）/Al_2 O_3（111）/Si（111）外延结构中（10 nm和11 nm）的磁性。模型计算通过XMCD测量的CoFe 2 O 4的磁化强度随着厚度d的减小而逐渐减小，并且最终在d = 1.4nm处清楚地检测到磁死层。磁死层具有磁相互作用的挫折，这是从在300和6 K的磁化强度之间的比较中揭示的。从使用组态相互作用簇模型计算的分析，d的减少导致反尖晶石结构比的减少，并且在八面体位置处的Fe的平均价态也减少。这些结果强烈表明，磁死层在CoFe 2 O 4/Al 2 O3界面起源于各种复杂的网络的超交换相互作用，通过在晶体结构和电子结构的变化。此外，从d = 1.4和2.3 nm之间的磁性能的比较，发现在d = 1.4 nm处的磁死层的亚铁磁顺序通过在其上附加生长0.9 nm厚的CoFe 2 O 4层而恢复。
2017-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetism and disorder in epitaxial Mn(2-x)Co(x)VAl thin films
四元全Heusler化合物Mn（2-x）Co（x）VAl（x = 1）被预测为半金属反铁磁体。四元化合物的薄膜，其中x = 0.采用直流和射频磁控共溅射法在加热的MgO（001）衬底上制备了2.磁结构的X-射线磁性圆二色性和化学无序进行了研究，其特征在于通过X-射线衍射。Mn_2VAl（x = 0）中观察到V与Mn的铁磁耦合。当x = 0.5时，我们还发现V和Co反平行于Mn的亚铁磁有序。利用相干势近似下的能带结构计算，对观测到的约化磁矩进行了解释。Mn 2 VAl对涉及Mn的无序非常敏感，因为最近邻Mn原子反铁磁耦合。Co_2VA_1具有B_2有序性，具有降低的磁化强度。在x >= 0.9的情况下，观察到常规的铁磁性，这与这些化合物中的原子无序密切相关。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the ferrimagnetic structure of monoclinic TbFe$_{2}$D$_{4.2}$ deuteride and its evolution versus temperature and high magnetic field
Université Paris-Est Créteil, CNRS, ICMPE（巴黎东克雷泰伊大学）；Université Grenoble Alpes, Institut Néel, CNRS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
本研究结合磁性测量与中子衍射实验，测定了单斜TbFe$_{2}$D$_{4.2}$的亚铁磁基态结构，揭示了其磁矩、结构随温度和强磁场的演化规律及转变机制。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Structural Distortion Induced by Sc Substitution in LuFe$_2$O$_4$
利用X射线衍射（XRD）、磁化率、X射线吸收光谱（XAS）/X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了（Lu，Sc）Fe $_2$ O $_4$（Sc=0.05和0.3）单晶的结构畸变与电磁性能之间的关系。XRD图谱的Rietveld结构分析表明，Sc取代导致LuFe $_2$ O $_4$中的FeO $_5$双锥笼的伸长，并增加了Fe $_2$ O $_4$双层的厚度。在Sc=0.3的样品的磁化率曲线中观察到亚铁磁转变温度T $_C$的不可忽略的降低，但是XAS/XMCD光谱除了在Fe $^{3+}$吸收边缘处的二色性信号的小的减少之外没有显示出任何差异。我们解释这种抑制T $_C$是由于减少自旋-轨道耦合效应的Fe $^{2+}$ $e_{1g}$双峰下$D_{3h}$对称性，这是由减弱的结构不对称性的FeO $_5$ bipyramids。
2014-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of fully epitaxial Co2TiSn thin films
本文报道了用直流磁控共溅射法制备的全Heusler化合物Co_2TiSn薄膜的性质。在衬底温度高于600°C的情况下，通过在MgO（001）衬底上沉积获得完全外延的化学计量薄膜。薄膜具有良好的L21结构，居里温度略高于体相温度。它们表现出显著的各向同性磁电阻，并且在顺磁状态下电阻率变得强烈异常。薄膜具有弱铁磁性，Co原子上的B原子数接近1 μ，Ti原子的反平行磁矩很小，与理论预期一致。从比较的X射线吸收光谱的Co L3/L2边缘，包括圆和线性磁二色性，与从头计算的X射线吸收和圆二色性光谱，我们推断，Co2 TiSn的电子结构具有本质上非定域的字符。之前没有详细解释的光谱特征，在这里根据最终状态能带结构进行解释。
2010-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Novel family of near-room-temperature compensated itinerant pyrochlore ferrimagnets, $R{\mathrm{In}}{\mathrm{Co}}_{4}$ ($R=$ Dy-Tm)
Kyoto University（京都大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
本研究合成了含Co烧绿石亚晶格的$R{\text{In}}{\text{Co}}_{4}$（$R=$ Dy-Tm）系列单晶，发现其为高居里温度的补偿亚铁磁体，揭示了两个亚晶格的磁作用，其近室温补偿点有望用于自旋电子学。
2025-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of exchange and spin-conserving scattering processes in a ferromagnetic two-sublattice system
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）
本文研究反铁磁耦合双亚晶格体系中交换与自旋守恒散射的相互作用，采用巡游-局域电子耦合模型，数值分析热致超快磁化动力学，明确自旋守恒散射对超短时间尺度交换驱动自旋动力学的影响。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic moments of W 5d in Ca2CrWO6 and Sr2CrWO6 double perovskites
用X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了W离子在亚铁磁双钙钛矿Sr 2CrWO 6和Ca 2CrWO 6中的磁矩。在这两种化合物中，检测到有限的负自旋和正轨道磁矩。实验结果与用全势能线性Muffin-tin轨道方法计算的（Sr/Ca）2CrWO 6的能带结构符合得很好。值得注意的是，磁有序温度TC与“非磁性”W原子的磁矩相关。
2005-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Unusual direction-dependent magnetic orbital moment obtained from X-ray magnetic circular dichroism in a multiferroic oxide system
多铁性过渡金属氧化物中$d$ -电子磁性的电场控制对于基础物理和下一代自旋电子器件的研究引起了广泛的兴趣。在这里，我们报告了一个广泛的研究$3d$磁性的磁电Ga $_{0.6}$ Fe $_{1.4}$ O $_3$（GFO）外延薄膜的偏振相关X射线吸收光谱。我们发现了一个非零积分的X射线磁性圆二色性，与一个符号依赖于外部磁场和晶轴之间的相对取向。通过可靠地扩大自旋和轨道总和规则的极限，这通常适用于磁性离子表现出独特晶场对称性的材料。大铁位移，在一些八面体网站，降低系统的对称性，产生各向异性路径的Fe-O键引起一个大的轨道晶格相互作用类似于一个优先的结晶方向的磁轨道矩。后者可能会导致在外部磁场下磁轨道矩的部分重新取向，结合GFO的亚铁磁性性质，可以定性地解释所观察到的XMCD积分的符号反转。结果表明，在过渡金属氧化物中的氧八面体的局部对称性的控制可以提供一个合适的杠杆在磁电系统中的有效轨道和自旋矩的操纵。
2021-05-11 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
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
Investigation of element-specific and bulk magnetism, electronic and crystal structures of La{0.70}Ca{0.30}Mn{1-x}Cr{x}O{3}
用X射线吸收光谱（XAS）、X射线磁性圆二色性（XMCD）、高分辨X射线粉末衍射和体磁化强度测量研究了La{0.70}Ca{0.30}Mn{1-x}Cr{x}O{3}（x = 0.15，0.50和0.70）中的磁相互作用。在Mn和Cr L{2，3}边缘的XAS支持稳定的单价Cr{3+}离子和随x变化的Mn价态，而O K边缘XAS光谱揭示了由于与Mn和Cr 3d态混合而导致的接近费米能级的O 2 p态密度的局部最大值。当温度低于TN = 258 K时，当x=0.70时，发现了一个强的反铁磁态.对于x=0.15，结合XMCD和体磁化强度测量表明一个完全极化亚铁磁状态的Mn和Cr自旋低于Tc=224 K。当x=0.50时，在低于Tc=154 K时，Mn自旋占主导的亚铁磁分量减少.没有证据表明晶格异常，由于合作的电荷和轨道有序的X射线衍射发现所有样品。该系统的磁性是合理的铁磁Mn-Mn双交换和反铁磁Cr-Cr和Cr-Mn超交换相互作用的竞争。
2012-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of induced Pt magnetic polarization in Pt/Y3Fe5O12 bilayers
利用X射线磁性圆二色性（XMCD）测量，研究了在铁磁绝缘体钇铁石榴石（Y3 Fe 5 O 12）上沉积的Pt薄膜中可能存在的感应磁矩.这种磁邻近效应对于Pt/铁磁金属异质结构是很好建立的。事实上，我们观察到一个明确的XMCD信号在Pt/Fe双层的Pt L3边缘，而没有这样的信号可以辨别在XMCD痕迹的Pt/Y3 Fe 5 O 12双层。积分的XMCD信号允许估计的上限为诱导Pt/Y3 Fe 5 O 12双层膜中的Pt磁极化。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detecting quadrupole: a hidden source of magnetic anisotropy for Manganese alloys
Mn基合金是自旋电子学材料中具有垂直磁各向异性（PMA）的一类特殊材料。研究锰基合金中PMA的量子物理机制是目前尚未有报道的。在这里，PMA的亚铁磁性Mn $_{3-δ}$ Ga有序合金的起源进行了研究，解决反平行耦合Mn网站使用X射线磁性圆和线性二色性（XMCD/XMLD）和第一性原理计算。我们发现，在PMA的轨道磁矩的贡献是小的，从XMCD和有限的四极子轨道畸变通过自旋翻转电子跳跃是占主导地位的XMLD和理论计算。这些结果表明，自旋翻转的轨道四极形成起源于Mn $_{3-δ}$ Ga中的PMA，并带来了PMA材料X射线磁谱研究的范式转变。
2020-05-07 cond-mat.mtrl-sci
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
Influence of high pressure on the remarkable itinerant electron behaviour in Y$_{0.7}$Er$_{0.3}$Fe$_2$D$_{4.2}$ compounds
本研究针对Y$_{0.7}$Er$_{0.3}$Fe$_2$D$_{4.2}$化合物的特殊磁特性，通过不同压力与磁场下的磁测量，揭示了Er与Fe亚晶格磁相变的压力依赖性及二者的强解耦行为，深化了对巡游电子变磁行为的认识。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Zn(x)Fe(3-x)O(4) Thin Films: A Spintronic Material with Tunable Electrical and Magnetic Properties
亚铁磁性尖晶石氧化物Zn（x）Fe（3-x）O（4）结合了高居里温度和自旋极化以及可调的电和磁性能，使其成为自旋电子器件的有前途的功能材料。我们用激光分子束外延技术在MgO（001）衬底上生长了0<=x<=0.9的外延薄膜，在纯Ar气氛和Ar/O2混合气氛中生长了具有优良结构特性的薄膜。我们发现，在生长过程中的电导率和饱和磁化强度可以在很宽的范围内调谐。我们对薄膜的广泛表征提供了这种尖晶石亚铁磁体在A和B子晶格上具有反平行Fe磁矩的基本物理学的清晰图像：（i）Zn取代从A子晶格去除Fe 3+矩和从B子晶格去除巡游载流子，（ii）在有限氧分压下的生长在B子晶格上产生Fe空位，也去除巡游载流子，和（iii）Zn替代和过量氧两者的应用导致补偿效应，因为Zn替代部分地去除Fe空位。载流子密度的降低（增加）导致双交换的减弱（加强），从而导致电导率和饱和磁化强度的降低（增加）。通过观察到饱和磁化强度与纵向电导率成比例，证实了这种情况。定制的薄膜与半导体材料如ZnO在多功能异质结构的组合似乎是特别有吸引力的。
2009-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Origin of magnetically dead layers in spinel ferrites $M\text{Fe}_2\text{O}_4$ grown on $\text{Al}_2\text{O}_3$: Effects of post-deposition annealing studied by XMCD
本研究利用XAS和XMCD探究尖晶石铁氧体薄膜的磁死层起源，发现界面附近的磁死层源于尖晶石$T_d$位点的大量空位，且973 K空气退火48小时可部分恢复亚铁磁序。
2023-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity of Mn2VAl ferrimagnet revealed by resonant inelastic soft x-ray scattering under magnetic field
利用圆偏振光激发的体敏共振非弹性软X射线散射（SX-RIXS）首次获得了亚铁磁体Mn 2 VAl中V和Mn 3d电子的详细电子态信息.在V-L边激发下的结果表明，V3 d态在费米能级附近的部分态密度（PDOS）可以忽略不计，并且具有明显的局域化特征.另一方面，在Mn L-边激发下，光谱主要由荧光主导，具有明显的激发光子能量依赖性的清晰的磁性圆二色性。与基于密度泛函理论能带结构计算的RIXS谱的理论预测相比，证实了Mn 3d态的巡游、自旋相关特性和Mn 2 p芯态的衰变与Mn 3d态的半金属性一致.
2018-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and direct observation of ferrimagnetism in multiferroic hexagonal YbFeO3
在六方晶系稀土铁氧体（h-REFeO 3）中，稀土和铁离子之间的磁相互作用可以放大铁上的弱铁磁矩，使这些材料作为多铁性材料更有吸引力。为了阐明稀土离子和铁离子之间的相互作用强度以及稀土离子的磁矩，需要元素特定的磁性表征。利用X射线磁性圆二色性，通过分别测量Fe和Yb的磁化强度，研究了h-YbFeO_3的亚铁磁性。结果直接显示了h-YbFeO_3中Yb和Fe离子在低温下的磁化方向的反排列，Yb上的交换场约为17 kOe。Yb的磁矩在低温下约为1.6 \muB，与游离Yb 3+的4.5 \muB磁矩相比显著减小。此外，铁的饱和磁化强度在h-YbFeO 3有一个相当大的增强相比，在h-LuFeO 3。这些结果直接表明，亚铁磁序存在于h-YbFeO 3，他们也占增强的磁化强度和h-LuFeO 3在低温下相比，h-REFeO 3的多铁性的减少，这表明稀土离子在调谐h-REFeO 3的多铁性的重要作用。
2017-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the origin of the controversial magnetic properties of BiFeO3 thin films
脉冲激光沉积法生长的单相（001）取向的BiFeO 3（BFO）薄膜只能在较窄的沉积温度和压力范围内获得，并且具有较低的磁矩。在稳定窗口外，形成富Fe或富Bi杂质相，这对膜的物理和结构性质具有强烈影响，即使对于通过标准X射线衍射测量难以检测到的杂质浓度也是如此。通过使用更敏感的工具，如X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性和先进的X射线衍射表征，我们表明，在非最佳条件下，Fe形成亚铁磁性γ-Fe 2 O3沉淀物，负责几乎所有的铁磁信号测量等BFO薄膜通过标准磁力。这证实了BFO相具有非常低的不依赖于应变的固有矩。我们还研究了薄膜厚度对寄生相形核的影响，发现外延应变可以在轻微过氧化的生长条件下稳定纯BFO相。
2006-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The 3d and 5d electronic structures and orbital hybridization in Ba- and Ca-doped La2CoIrO6 double perovskite
通过X射线光谱和磁化测量，研究Ba和Ca掺杂La2CoIrO6双钙钛矿中Co-Ir轨道杂化机制，发现Ca掺杂导致亚铁磁和自旋玻璃态，而Ba掺杂无长程有序，差异源于结构畸变影响Co 3d eg与Ir 5d j=1/2杂化。
2023-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Static magnetic proximity effects and spin Hall magnetoresistance in Pt/Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$ and inverted Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$/Pt bilayers
利用x射线磁圆二色性和x射线共振磁反射率测量结合角度相关的磁输运研究系统地研究了铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$附近的重金属Pt薄膜的磁态.为了揭示混合效应作为可能的原因，诱导磁矩在铂，我们比较了薄膜异质结构与不同的层堆叠顺序和不同的接口特性。对于标准的Pt层上的Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$薄膜，我们没有检测到任何静态磁极化的Pt。这些样品显示出角度依赖的磁阻行为，这与建立的自旋霍尔磁阻一致。相反，对于倒置的层序列，Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$薄膜生长在Pt层上，Pt显示出有限的诱导磁矩与全金属Pt/Fe双层膜相当。这种磁矩被发现起源于在Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ /Pt界面的有限混合。因此，我们发现了一个复杂的角度依赖性的磁电阻，表明在这些类型的样品的自旋霍尔和各向异性磁电阻的叠加。这两种效应由于其不同的角度依赖性和其特征温度演化而可以彼此分离。
2020-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Absence of magnetic proximity effects in magnetoresistive Pt/CoFe2O4 hybrid interfaces
在绝缘亚铁磁CoFe 2 O 4（111）外延膜上生长的超薄Pt膜在旋转磁性层的磁化时显示磁阻。我们在这里报告的X射线磁圆二色性（XMCD）记录在Pt-L2，3和Pt-M3边缘。结果表明，Pt磁矩（如果有的话）低于检测限（< 0.001 μ $_B$ /Pt），因此强烈支持CoFe 2 O 4的存在不会诱导Pt中形成磁矩的观点。因此，所观察到的磁阻不能归因于某种接近感生的磁矩在Pt离子和随后的磁场依赖的散射。因此，无论是体（自旋霍尔和逆自旋霍尔效应）或界面（Rashba）自旋轨道相关的影响占主导地位的观察到的磁阻。此外，在（Fe，Co）-L2，3边缘的体磁化强度和XMCD数据的比较表明，在CoFe 2 O 4层中存在一些自旋无序，这可能与所观察到的自旋霍尔磁阻的异常非饱和场依赖性有关。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Determination of Spin-Splitting Energy in Magnetic Graphene by Landau Fan Shifts
本研究利用石墨烯与Tm3Fe5O12层的磁交换作用实现零场下高达132meV的可调自旋极化，通过朗道扇移直接测定自旋劈裂能，结果与理论计算吻合，为二维自旋电子器件研发提供支撑。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Orbital Magnetic Moment and Strong Perpendicular Magnetic Anisotropy in Heavily Intercalated Fe$_{x}$TiS$_2$
已知二硫化钛TiS $_2$是具有1 T-CdI $_2$型晶体结构的层状过渡金属二硫属化物的成员，通过插入不同浓度的各种过渡金属原子而表现出各种各样的磁性。其中，Fe插层的二硫化钛Fe $_x$ TiS $_2$已知是具有强垂直磁各向异性（PMA）和大矫顽场（$H_\text{c}$）的铁磁性。为了研究该化合物磁性的微观来源，我们对重插层Fe $_x$ TiS $_2$（$x\sim0.5$）单晶进行了X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）测量。生长的单晶显示出强PMA，具有大的$H_\text{c}$（$μ_0H_\text{c} \simeq 1.0\ \text{T}$）。XAS和XMCD谱表明，Fe完全处于2+价态，Ti处于巡游电子态，表明电子从嵌入的Fe原子转移到主体TiS的$_2$带. Fe $^{2+}$离子具有较大的轨道磁矩，结合自旋轨道相互作用和三角晶场，我们认为Fe $_x$ TiS $_2$具有较强的磁各向异性.
2021-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room Temperature Strong Orbital Moments in Perpendicularly Magnetized Magnetic Insulator
本研究通过XMCD和铁磁共振谱实验，发现垂直磁化亚铁磁绝缘体Tm3Fe5O12中存在源于Tm 4f轨道的大室温轨道矩，其导致g因子随温度非线性降低，为轨道电子学研究提供了关键依据。
2024-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Effects of disorder on the magnetic properties of the Heusler alloy V$_{2}$FeAl
本文通过对比块体与薄膜V$_{2}$FeAl样品，结合电子结构计算和X射线磁圆二色性测量，揭示了原子无序程度对该Heusler合金磁矩和居里温度的关键影响。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
