Electronic Structures, Born Effective Charges and Spontaneous Polarization in Magnetoelectric Gallium Ferrite
本文基于第一性原理计算，对镓铁氧体的结构-性质相关性进行了理论研究，并与实验结果进行了比较。采用密度泛函理论的局域自旋密度近似（LSDA+U）计算了基态结构、电子能带结构、态密度和玻恩有效电荷。计算结果表明，该材料的基态结构为正交晶系的Pc 21 n，具有A型反铁磁自旋组态，晶格参数与实验结果吻合较好.组分离子的偏态密度图显示出Fe 3d、Ga 4s、Ga 4p和O 2 p态的明显杂化。然而，计算出的电荷密度和电子局域化函数显示出很大程度上的Ga/Fe-O键的离子特性，这也支持缺乏任何显着的异常计算的玻恩有效电荷相对于相应的标称离子电荷。计算结果表明，沿b轴的自发极化约为59 microC/cm^2，这主要是由于不对称放置的Ga 1、Fe 1、O 1、O 2和O 6离子。
2011-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Faraday rotation and sensitivity of (100) bismuth-substituted ferrite garnet films
研究了在（100）取向钆镓石榴石衬底上液相外延生长的面内磁化铋取代铁氧体石榴石薄膜的法拉第旋转。法拉第光谱测量的光子能量在1.7 - 2.6 eV之间。为了解释光谱，我们使用基于两个电偶极跃迁的模型，一个四面体和一个八面体。在2.3eV处测得了法拉第旋转灵敏度，与理论计算值吻合较好。特别地，我们发现灵敏度随铋含量线性增加，随镓含量非线性增加。
2002-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Faraday rotation spectra of bismuth-substituted ferrite garnet films with in-plane magnetization
采用GGG衬底浸渍助熔剂的液相外延方法，合成了铋掺杂铁氧体石榴石单晶薄膜。控制生长参数以获得具有面内磁化和几乎没有畴活动的膜，这使得它们非常适合于磁光成像。法拉第旋转光谱是在可见光波长范围内测量的。为了解释光谱，我们提出了一个简单的模型的基础上存在的两个光学跃迁的抗磁性字符，一个四面体和一个八面体。我们发现模型和我们的实验结果之间的光子能量在1.77和2.53 eV之间，对应于700和490 nm之间的波长非常吻合。结果表明，法拉第旋转随镓和铋的取代量的变化显着。此外，实验结果表明，磁光响应与铋的替代线性变化。
2002-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Yttrium-substituted Mg-Zn ferrites: correlation of physical properties with Yttrium content
采用传统的标准陶瓷工艺合成了Mg_（0.5）Zn_（0.5）Y_xFe_（2.0）O_4型钇取代的Mg_（0.5）Zn铁氧体。研究了Y ~（3+）掺杂对Mg-Zn铁氧体的结构、电性能、介电性能和磁性能的影响。
2019-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Gallium Substituted "114" YBaFe4O7: From a ferrimagnetic cluster glass to a cationic disordered spin glass
对铁氧体YBaFe_（4-x）Ga_xO_7的研究表明，Ga取代Fe使YBaFe_（4-x）O_7的六方对称性稳定在0.40 < x < 0.70，但牺牲了立方对称性。使用A的组合测量。C.和d. C.通过对YBaFe_4 O_7的磁化强度的研究，我们确定Ga取代Fe导致了从几何阻挫自旋玻璃（x = 0）到阳离子无序诱导的自旋玻璃（x = 0.70）的演化。我们还发现了一个中间窄范围的掺杂，其中的样品是明确的相分离具有小亚铁磁集群嵌入在一个自旋玻璃矩阵。亚铁磁团簇的起源在于Ga掺杂导致样品的对称性从立方转变为六方（以及随之而来的几何挫折的提升）。我们还表明，在这些样品中的交换偏置和畴壁钉扎的存在。这两种效应的原因都可以追溯到样品中存在的固有相分离。
2012-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of microwave absorption properties on ferrite volume fraction in MnZn ferrite/rubber radar absorbing materials
我们报告的分析测量的复磁导率（$μ_r$）和介电常数（$ε_r$）频谱的橡胶雷达吸收材料（RAM）与不同的锰锌铁氧体体积分数。透射/反射测量在矢量网络分析仪中进行。通过将复磁导率和复介电常数代入阻抗匹配方程，确定了最大微波吸收的最佳条件。MnZn铁氧体含量和RAM厚度对微波吸收性能的影响，在2至18 GHz的频率范围内，进行了评估。结果表明，RAM的复磁导率和介电常数谱随铁氧体体积分数的增加而增加。通过阻抗匹配度（反射系数）计算的反射损耗显示了该参数对RAM的厚度和组成的依赖性。
2011-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Impact of V substitution on the physical properties of Ni-Zn-Co ferrites: structural, magnetic, dielectric and electrical properties
本文采用固相反应法制备了钒（V）取代的Ni-Zn-Co铁氧体。研究了V ~（5+）掺杂对Ni-Zn-Co铁氧体的结构、磁性能、介电性能和电学性能的影响。XRD分析证实了单相立方尖晶石结构的形成。晶格常数已计算出理论和实验以及其他结构参数，如体积密度，X射线密度和孔隙率。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对表面形貌进行了研究。还进行了FTIR测量，证实了尖晶石结构的形成。由所得的M-H环计算了饱和磁化强度（Ms）、矫顽场（Hc）和玻尔磁子（B）。研究了磁导率与温度的关系，得到了居里温度。还分析了磁导率的频率和成分依赖性。介电行为和交流电阻率也受到调查的频率依赖性。观察到的介电常数和交流电阻率的组成依赖性之间的反比关系。所得到的结果，如电阻率，介电常数和磁性能表明，适当的研究铁氧体在微波器件中的应用。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying Li-content for compositional tailoring of lithium ferrite ceramics
该研究合成不同Li:Fe比的锂铁氧体并烧结成陶瓷，结合RBS/NRA、XRD Rietveld分析和Raman表征验证锂含量在烧结后保持不变。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Zn substitution on morphology and magnetic properties of copper ferrite nanofibers
采用静电纺丝结合溶胶-凝胶法制备了0 < x < 1的尖晶石型Cu 1-xZn xFe 2 O 4铁氧体纳米纤维。研究了锌离子取代对铜铁氧体形貌、结构和磁性能的影响。结果表明，CuFe 2 O 4纳米纤维表面具有较小的开孔，而掺杂后的纳米纤维表面光滑致密。随着Zn取代量的增加，饱和磁化强度先增大后减小，在x = 0.4时达到最大值58.4emu/g，矫顽力和平方比均减小。取代对磁性能的影响与尖晶石晶格间的阳离子交换作用有关。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Computational Exploration of Magnetic Saturation and Anisotropy Energy for Nonstoichiometric Ferrite Compositions
本文利用密度泛函理论计算571种非化学计量铁氧体结构的磁饱和与磁各向异性能，发现成分调控可显著改变磁性能，为加热、成像和记录应用提供了优化依据。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Structural, Dielectric, and Electrical Transport Properties of Al3+ Substituted Nanocrystalline Ni-Cu Spinel Ferrites Prepared Through the Sol-Gel Route
本文采用溶胶-凝胶自燃烧法合成了一系列纳米晶Ni0.7Cu0.30AlxFe2-xO 4（x=0.00 ~ 0.10，步长为0.02）铁氧体。分析了Al 3+掺杂对Ni-Cu尖晶石铁氧体纳米粒子的结构、形貌、介电性能和电学性能的影响。采用X射线衍射（XRD）光谱和FTIR分析研究了所制备的纳米颗粒（NPs）的结晶和结构特征。提取的XRD图谱确保了所有样品的单相立方尖晶石结构，具有均匀性和无杂质，这表明高结晶NP的产量。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行的表面形貌研究中观察到的平均晶粒尺寸与Al 3+含量的增加略有减少。所研究的材料被发现在半球形形状，显示多域晶粒分离的晶界与一些团聚。使用能量色散X射线（EDX）对合成的Ni-Cu尖晶石铁氧体的化学组成进行研究，确保每个样品中存在适当比例的每个组分。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci
PbTi1-xPdxO3: A New Room-temperature Magnetoelectric Multiferroic Device Material
在过去的几年里，有大量的关于铋铁氧体（BiFeO 3）的论文，试图开发其室温磁电多铁性。虽然这些都是有吸引力的，BiFeO 3是不是理想的多铁性，由于弱磁化和限制漏电流的困难。因此，人们正在寻找替代品，包括镓铁氧体（GaFeO 3）等材料。在目前的工作中，我们报告了一个全面的研究钙钛矿PbTi 1-xPdx O3（0 < x < 0.3）。我们的研究包括介电，阻抗和磁化测量，电导率分析和研究的结晶相存在于样品中，特别注意到次要相，确定为PdO，PbPdO 2，和Pd 3 Pb。这项工作在两个方面是显着的：Pd很难取代ABO 3钙钛矿氧化物（在那里它可能是有用的催化），Pd是磁性的，只有在不寻常的条件下（在应变或内部电场）。该新材料作为PZT的衍生物，有望具有比BiFeO 3更强的压电性能。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Magnetic Anisotropy in Epitaxial Films of Cobalt Ferrite
在本研究中，通过在外延畸变钴铁氧体Co $ _{x} $ Fe $ _{3-x} $ O $ _{4} $（x = 0.72）（001）薄膜中诱导超过3%的晶格畸变，证明了在该研究中，可达到$K_{\mathrm{u}}=6.1\pm0.8$ MJ m $^{-3}$的永磁各向异性（PMA）能量。虽然薄膜材料不包括稀土元素或贵金属，但观察到的$ K_{u} $大于用于高性能永磁体的钕铁硼化合物的$ K_{u} $。大的PMA归因于显著增强的磁弹性效应，这在具有外延晶格结构的畸变膜中是显著的，在引入成分为Mg $ _{2-x} $ Sn $_{1+x}$ O $ _{4} $的畸变控制层后。令人惊讶的是，诱导的$ K_{u} $可以定量地解释在Co $ ^{2+} $和唯象磁弹性模型的局部晶体场之间的协议，表明诱导的$K_u$的线性响应是足够有效的，即使在晶格畸变高达3.2%。使用铁氧体的非磁性尖晶石层来控制四方晶格变形可能是开发具有大磁各向异性的材料的有前途的协议。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Site-engineered ferromagnetism in Ca and Cr co-substituted Bismuth Ferrite Nanoparticles
本文通过Ca和Cr对铁酸铋纳米颗粒进行A、B位共取代，利用粒径调控和核壳结构增强室温磁性，并改善铁电剩余极化。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Influence of structure and cation distribution on magnetic anisotropy and damping in Zn/Al doped nickel ferrites
Zn/Al掺杂的镍铁氧体反应磁控溅射生长的深入分析是相关的，由于其有前途的特性，在自旋电子学的应用。该材料在室温下是绝缘和铁磁性的，具有额外的低磁阻尼。通过研究应变和阳离子分布之间的复杂相互作用，揭示了它们对磁特性（即各向异性、阻尼和g因子）的影响。特别是，Ni $^{2+}_{\text{Td}}$和Fe $^{2+}_{\text{Oh}}$的阳离子配位对固有阻尼的强烈影响被发现。此外，Zn $^{2+}$和Al $^{3+}$的掺入的关键作用被证明通过与改变组合物的样品的比较。特别地，掺杂剂Zn $^{2+}$被证明是Ni $^{2+}_{\text{Td}}$的调谐因子，因此未淬灭的轨道矩直接控制g因子。通过调整阳离子分布，证明了磁各向异性和阻尼的应变无关的减少。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Nanoscale Ferroelectricity in Magnetoelectric GaFeO3 Epitaxial Thin Films
我们展示了室温铁电性的磁电GaFeO 3的外延薄膜。压电力的测量结果表明，180度相移的piezoresponse开关时的电场表示纳米级铁电性外延薄膜的镓铁氧体。此外，在存在和不存在外部磁场的情况下的温度相关阻抗分析清楚地揭示了跨磁转变温度的显著磁介电效应。此外，我们的第一性原理计算表明，铁离子不仅负责亚铁磁性，如前所述，但也引起了所观察到的铁电性，使GFO一个独特的单相多铁性。
2013-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Sn-substituted Ni-Zn ferrite:synthesized from nano-sized powders of NiO, ZnO, Fe2O3 and SnO2
采用标准固相反应技术，以纳米粉体为原料，合成了一系列Ni0.6-x/2Zn0.4-x/2SnxFe 2 O 4（x = 0.0，0.05，0.1，0.15，0.2和0.3）（NH 4FO）铁氧体复合材料。用X射线衍射仪（XRD）对所研究的样品进行了观察，发现其均为尖晶石立方结构。由磁滞回线计算了样品的饱和磁化强度（Ms）、剩磁（Mr）、矫顽场（Hc）和玻尔磁子（B）等磁性参数。发现Ms的值随着样品中Sn含量的增加而减小。这一变化已成功地解释了由于Sn在不同位置的替代A-B相互作用强度的变化。所制备的铁氧体复合材料的组成稳定性和质量也已通过在宽范围的频率区域内相当恒定的初始磁导率（f）得到认可。随着Sn含量的增加，观察到f的下降趋势。居里温度（TC）随着Sn含量的增加而增加。广泛的扩展频率应用范围表明，NRFO可以被认为是一个很好的候选人，用于宽带脉冲Transformer和宽带视频记录读写头。用已有的理论解释了x = 0.05时的反常行为。
2017-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Approaching Ferrite-Based Exchange-Coupled Nanocomposites as Permanent Magnets
本文通过原位同步辐射PXRD和Rietveld精修揭示CoFe2O4部分还原过程中一氧化物中间相的形成，并结合磁性能测量与元素组成分析，阐明富Co合金析出导致尖晶石相Co缺失是纳米复合材料早期磁软化的根本原因。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Indium-Gallium-Oxide Microcrystalline Alloy Films: From the Visible to the Deep-UV
University of Idaho（爱达荷大学）；Klar Scientific（Klar科学公司）；Washington State University（华盛顿州立大学）
研究氧化铟镓微晶合金膜的光学性质，通过透射、 Urbach能量分析和空间光致发光映射，探讨其在可见光至深紫外范围内的特性，揭示合金系统中相分离现象及影响因素。
2026-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Simulations of Cation Distribution and Defect Effects on the Performance of Substituted Ferrites
该研究利用DFT与Boltzmann输运理论模拟多价离子在Mn-Zn铁氧体不同晶格位点的取代，揭示其对稳定性、带隙、磁各向异性及热电输运权衡的影响。
2025-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior, enhanced dc resistivity, energy band gap and high temperature magnetic properties of Y-substituted Mg-Zn ferrites
本文报道了用传统的标准陶瓷工艺合成Y取代Mg-Zn铁氧体。XRD图谱证实了单相立方尖晶石结构x = 0.03和外观的第二相的YFeO 3为较高的Y含量。FESEM图像描绘了晶粒的分布，EDS光谱证实了不存在任何不需要的元素。红外光谱表明固相反应已经完成，尖晶石结构已经形成。FTIR数据以及晶格常数、体积密度和孔隙率进一步用于计算刚度常数（Cij）、弹性常数和德拜温度。所有研究的组合物的机械稳定性由Cij使用Born稳定性条件确认。脆性和各向同性的性质也确认使用泊松比和各向异性常数，分别。直流电阻率随Y含量的增加而增加。的能量带隙（Y含量增加）被发现在良好的协议与直流电阻率。从高温磁化曲线中观察到了铁磁到顺磁的相变。磁矩和饱和磁化强度随温度的升高而降低。由随温度变化的磁矩（M-T）和初始磁导率测量了居里温度（Tc），发现它们之间有很好的一致性。Tc随Y含量的增加而降低是由于阳离子的重新分布和交换耦合常数的减弱。用Arrott图分析了磁相变，发现存在二级相变。直流电阻率也证实了所制备的铁氧体也适用于高频和高温磁性器件应用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and structural characterization of nanosized BaCo_xZn_{2-x}Fe_{16}O_{27} hexaferrite in the vicinity of spin reorientation transition
六方晶系铁氧体的许多应用与其易轴或易面磁晶各向异性结构有关。某些W型铁氧体在磁场或温度变化下在不同各向异性状态之间经历自旋重取向转变（SRT）。通过改变六角铁氧体的化学组成可以调节相变点，这表明六角铁氧体在室温磁制冷中具有潜在的应用前景。本文报道了BaCo_ xZn_{2-x} Fe_{16} O_{27}（0.7 \leq x \leq 2）掺杂钡铁氧体的结构和磁性表征结果。采用溶胶-凝胶柠檬酸盐前驱体法制备超细粉体。通过X射线衍射和透射电子显微镜检查晶体结构和粒度分布。已确定的最佳合成温度，确保完全形成单一的W相，有限的晶粒生长。热磁分析和交流磁化率测量揭示了自旋重取向转变。
2011-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Phase Separation and Anomalous Volume Expansion in Frozen Microscale Eutectic Indium-Gallium upon Remelting
Ga-In（EGaIn）共晶合金具有低蒸气压、低毒性、高热导率和高电导率等优点，在智能材料领域具有广阔的应用前景。对于这样的应用，EGaIn保持在其熔点以上，低于该熔点，其经历固化和相分离。对热循环过程中结构和成分演变的科学理解有助于进一步评估低熔点易熔合金的应用范围。在这里，我们使用一套集成的低温先进显微镜和微分析，以更好地了解EGaIn中的相分离和（再）混合过程。我们揭示了一个被忽视的热刺激响应行为冻结中尺度EGaIn在低温下，在原位热循环过程中观察到的体积突然膨胀，与冷却过程中Ga和In之间的不相容性和亚稳Ga相的形成。这些结果强调了再生动力学的重要性，并为EGaIn作为自修复材料开辟了新的途径。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Structural, optical and magnetic properties of nanostructured Cr-substituted Ni-Zn spinel ferrites synthesized by a microwave combustion method
Assiut University（阿斯尤特大学）；Kyoto University（京都大学）
研究通过微波燃烧法合成Cr掺杂Ni-Zn尖晶石铁氧体，探讨其结构、光学和磁性性质，发现Cr掺杂导致晶格参数减小，光带隙能量降低，且Cr掺杂提高了光催化降解能力及磁性饱和度。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Gilbert Damping Parameters of Epitaxially-Stabilized Iron Gallium Thin Films from Ferromagnetic Resonance
The Ferroelectronics Laboratory, University of Michigan（密歇根大学铁电实验室）；Imec（imec研究所）；Department of Materials Science and Engineering, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系）
研究了 epitaxially-stabilized 铁镓薄膜的 Gilbert 阻尼参数，发现其随镓浓度增加而减小，揭示了磁弹性耦合与阻尼变化的关系。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Gallium-Boron-Phosphide (GaBP$_2$): A New III-V Semiconductor for photovoltaics
利用机器学习（ML）方法，我们发现了一种新的III-V半导体材料，其具有用于高效光致发光的最佳带隙，其化学组成为镓-硼-磷化物（GaBP $_2$，空间群：Pna 2 $_1$）。ML预测进一步验证了最先进的从头计算密度泛函理论（DFT）模拟。注意到GaBP $_2$的化学计量的Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）带隙为1.65 eV，接近理想值（1.4-1.5 eV）以达到理论的Queisser-Shockley极限。计算的电子迁移率与硅的电子迁移率相似。与钙钛矿不同，新发现的材料具有热稳定性，动力学稳定性和机械稳定性。最重要的是，GaBP $_2$的化学成分无毒且相对地球丰富，使其成为新一代光伏材料。使用ML，我们表明，与一组最小的功能III-III-V和II-IV-V半导体的带隙可以预测到小于0.4 eV的均方根误差。我们提出了一组标度律，可用于估计新的III-III-V和II-IV-V半导体的带隙，具有三种不同的晶相，RMSE约为。0.5 EV.
2019-09-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Space-time symmetry violation of the fields in quasi-2D ferrite particles with magnetic-dipolar-mode oscillations
在降维的磁性系统中，偶极相互作用的影响允许长程有序相的存在。长程磁偶极相互作用是解释在核磁共振、铁磁共振和玻色-爱因斯坦凝聚结构中观察到的许多奇特现象的核心。在本文中，我们表明，磁偶极模（MDM）在准二维铁氧体磁盘的特点是对称性破缺效应。我们的分析是基于假设的物理意义的静磁势函数作为一个复杂的标量波函数，假定长程相位相关。铁氧体圆盘中MDM振荡的一个重要特征涉及这样一个事实，即具有对称参数和对称基本方程的结构进入非时空对称的本征态。通过对螺旋坐标系中静磁波传播的分析，找到了正确的解。对于一个铁氧体磁盘，我们表明，虽然两个螺旋波的组合物可能会获得一个几何相位在一个时期内的溢出，每一个单独的螺旋波有一个动态的相位溢出，因此表现为一个双值函数。我们证明了独特的拓扑结构的领域在铁氧体磁盘是密切相关的MDM振荡的对称性破缺性质。该解决方案给出了MDM功率流密度涡的核心在磁盘中心和方位角运行的磁化波。可以预期，所提出的磁偶极相互作用的长程有序相和时空破坏性质的模型可以用于其他磁结构，不同于具有降维的铁磁共振系统。
2009-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tailoring electronic and elastic properties by varying composition of the CuGa1-xAlxS2 chalcopyrite semiconductor
采用第一性原理计算研究了CuGa 1-xAl xS 2（x=0，0.25，0.5，0.75，1.0）黄铜矿半导体的结构、电子和光学性质随组分和外界静水压的变化.介电函数和光学吸收光谱计算所有考虑的铝浓度。从计算结果中提取了计算的带隙的压力系数和能量吸收峰的最低点的位置。主要结果之一是用铝取代25%的镓（从而形成CuGa0.75Al0.25S2半导体）使太阳光谱的可见光部分的吸收增加约6%，这对于太阳能电池应用可能是重要的。
2013-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Anisotropy Contributions in Mn$_\mathrm{x}$Co$_\mathrm{1-x}$Fe$_2$O$_4$ Ferrite Nanoparticles for Biomedical Applications
本研究利用亚埃级分辨率的中子测量揭示了Mn-Co混合尖晶石纳米颗粒中形状各向异性和颗粒间相互作用对各向异性常数的额外贡献，为磁流体热疗等生物医学应用中的先进磁性纳米材料设计提供了新见解。
2024-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A scale up study on chemical segregation and the effects on tensile properties in two medium Mn steel castings
研究了400 g和5 kg两种中锰钢铸件中化学偏析对拉伸性能的影响，发现通过均匀化处理可显著降低Mn偏析，且尽管5 kg铸件中残留δ-铁素体导致屈服强度略降，两种铸件的轧制带材均表现出优异的力学性能。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
The Dependence of Alloy Composition of InGaAs Inserts in GaAs Nanopillars on Selective-Area Pattern Geometry
通过MOCVD经由无催化剂选择性区域外延（SAE）生长具有150 nm - 200 nm长的轴向InGaAs插入物的GaAs纳米柱。InGaAs区域的合金组成，由室温光致发光（PL）确定，关键取决于选择性区域图案几何形状的间距和直径。PL发射根据图案几何形状从1.0 μ m到1.25 μ m变化，对应于In与Ga的比率从0.15到> 0.3。这种在富集解释的模式依赖的变化中的掺入率为In和Ga。Ga和In吸附原子的捕获系数计算每个图案间距。随着间距减小，这些数据揭示了增加生长速率的协同效应（与纳米柱密度相关）与限制生长速率的可用材料的竞争之间的竞争。镓更容易受到这两种效应的影响，导致合金成分发生变化。
2013-05-15 cond-mat.mtrl-sci
The energetic and structural properties of bcc NiCu, FeCu alloys: a first-principles study
利用特殊的准无规结构（SQS），对Fe-Cu-Ni合金钢中以析出第二相形式存在的亚稳bcc NiCu和FeCu合金进行了第一性原理计算。报道了这些合金的混合能谱、态密度和平衡晶格参数。结果表明，准化学方法和Vegard规则可以很好地预测FeCu合金的能量和结构性质，但不能预测NiCu合金的能量和结构性质。其原因在于铁磁态与顺磁态的竞争导致NiCu与FeCu合金的键能随成分变化的差异。此外，计算结果表明，这些合金的能量和结构性能可以很好地解释铁素体钢中相应析出相的局部成分。
2011-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Growth and optical properties of axial hybrid III-V/Si nanowires
具有集成发光段的混合硅纳米线可以显著地推进纳米电子学和纳米光子学。它们将在纳米级器件中结合传输和光学特性，该器件可以在基本的单电子和单光子状态下工作。III-V族材料，例如直接带隙砷化镓，是这种光学段的优秀候选材料。然而，在晶体生长过程中，由于晶格失配、不同的膨胀系数和反相边界的形成，将它们与硅连接是一个重大挑战。在这里，我们展示了一个集成砷化镓段的硅纳米线。我们精确地控制催化剂成分和表面化学，以获得无位错的界面。高光学质量的砷化镓与硅的集成通过短的磷化镓缓冲层实现。我们预计，这种混合硅/III-V纳米线为量子信息器件开辟了实用路线，其中例如电子和光子量子比特在III-V段中被操纵并存储在硅部分中。
2012-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interrelation of structural and electronic properties of InGaN/GaN quantum dots using an eight-band k.p model
提出了一个用于计算纤锌矿半导体量子点（QD）电子结构的八带k.p模型，并将其应用于由InGaN层中组分涨落形成的铟氮化镓（InGaN）QD。八带k.p模型考虑了应变效应、压电和热释电、自旋轨道和晶场分裂。激子结合能的计算使用自洽Hartree方法。利用这个模型，我们研究了InGaN量子点的电子性质及其对结构性质的依赖性，即，它们的化学成分，高度和横向直径我们发现了一个占主导地位的内置的压电和热电场的影响，导致空间分离的束缚电子和空穴状态和红移的激子跃迁能量。量子点的单粒子能量和激子能量在很大程度上取决于量子点的组成和几何形状。
2006-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Induced Hexagonal-Orthorhombic Phase Transition in Lutetium Ferrite Nanoparticles
本文结合多种表征与Gibbs模型，研究LuFeO₃纳米颗粒随烧结温度发生的六方—正交相变，并阐明相组成、晶格动力学与多铁性质的关联。
2024-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the Origin of Ferrimagnetic Signatures in (Fe,Mn,Ga)2O3 Bixbyites: The Role of Structurally-Undetectable Spinel Impurities
Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS（基连斯基物理研究所，俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心）；Siberian Federal University（西伯利亚联邦大学）；Far Eastern State Transport University（远东国立交通大学）；National Research Centre “Kurchatov Institute”（库尔恰托夫国家研究中心）；Professor V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University（V.F.沃伊诺-亚涅茨基克拉斯诺亚尔斯克国立医科大学）；Institute of Physics, Kazan Federal University（喀山联邦大学物理研究所）；Siberian State University of Science and Technologies（西伯利亚国立科学技术大学）；Federal Research Center "Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences"（俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心联邦研究中心）；Synchrotron Radiation Facility - Siberian Circular Photon Source "SKlF" Boreskov Institute of Catalysis of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SRF "SKIF")（俄罗斯科学院西伯利亚分院博列斯科夫催化研究所同步辐射设施——西伯利亚环形光子源“SKIF”）
研究三种Fe2-xMnxO3:Ga固溶体及无镓参考样品的磁性状态，发现低温磁异常更符合自旋玻璃冻结而非传统反铁磁有序，归因于样品化学纯度和合成技术差异。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetoelastic stress in disordered iron-gallium alloy thin films revealed by direct measurement
本研究通过直接测量发现，外延FeGa薄膜中A2相结构可增强磁弹性系数$B_1$，其值约为块体的2倍，归因于铁原子电子结构受Ga影响，为调控薄膜磁各向异性提供新途径。
2025-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Impact of particle size on the magnetic properties of highly crystalline Yb3+ substituted Ni-Zn nanoferrites
采用溶胶-凝胶自燃烧法合成了Yb取代的Ni-Zn铁氧体。通过X射线衍射分析、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、量子设计物理性能测试系统（PPMS）对复合物的结构进行了表征。这保证了单相立方尖晶石结构的形成。微晶和平均晶粒尺寸的计算，发现随着Yb 3+含量的增加而减少。饱和磁化强度和玻尔磁矩随Yb 3+含量的增加而减小，而矫顽力随Yb 3+含量的增加而增大，分别用Neels共线双子晶格模型和临界尺寸效应成功地解释了这一现象。临界颗粒尺寸估计为6.4 nm，这是单畴区（低于临界尺寸）和多畴区（超过临界尺寸）之间的过渡点。M-T图证实了A-O-B超交换作用的减弱和阳离子的重新分布导致居里温度的降低。该组合物在低于居里温度和高于居里温度时保持铁磁有序结构，它变成顺磁性，使它们成为高温磁性器件应用的合理候选者。在非常高的频率下获得相对品质因数峰，表明该组合物也可适用于高频磁性器件应用。
2021-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Yb3+on the structural, electrical and optical properties of sol-gel synthesized Ni-Zn nanoferrites
采用溶胶-凝胶自燃烧法合成了Yb取代的NiZn多晶纳米铁氧体，其组成为Ni0.5Zn0.5YbxFe2-xO 4（x= 0.00，0.04，0.08，0.12，0.16和0.20）。通过X射线衍射（XRD）分析证实了样品为单相立方尖晶石结构。随着Yb ~（3+）含量的增加，样品的晶格常数增大，而平均晶粒尺寸（52 ~ 18 nm）明显减小。能量色散X射线光谱（EDS）分析也证实了所有现有元素的存在以及样品的纯度。频率依赖的介电常数，介电损耗，介电弛豫时间，AC和DC电阻率的组合物也已在室温下检查。发现DC电阻率值在10的10次方（Ω-cm）的数量级，这比通过常规方法制备的铁氧体大至少四个数量级。这种较大的电阻率值归因于非常小的晶粒尺寸，并使用Verwey和deBoer跳跃导电模型成功地解释了这一点。晶粒和晶界电阻的贡献已阐明使用Cole-Cole图。温度依赖性DC电阻率的研究证实了所有标题组合物的半导体性质，其中带隙（光学）随着Yb含量的增加从2.73eV增加到3.25eV。高电阻率值对于组合物来说是显著的成就，这使得它们成为在高度需要减少涡流损耗的高频应用中的潜在候选者。
2020-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Two-Dimensional Group-III Metal Alloys
化学稳定的量子限制二维金属是下一代纳米量子器件的研究热点。这种金属的自下而上的设计和合成可以使得能够创建具有定制的、按需的电子和光学性质的材料，用于利用可调谐等离子体耦合、光学非线性、ε近零行为或波长特定的光捕获的应用。在这项工作中，我们证明了空气稳定的二维金属的电子，超导和光学性质可以通过合金的形成来可控地调谐。采用限制异质外延（CHet）技术制备了环境友好的大面积二维InxGa 1-x合金。实现了几乎完全的固溶度，没有相分离的证据，并且通过改变前体的相对元素组成，组合物在x的整个范围内是可调的。光学和电子性质与合金组成直接相关，其中介电函数、能带结构、超导性和从金属到石墨烯的电荷转移都由2D金属层中的铟/镓比控制。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Structural Transition on Magnetic and Dielectric Properties of La and Mn co-substituted BiFeO3 Ceramics
采用酒石酸改性溶胶-凝胶法制备了Bi（1-x）LaxFe（1-x）MnxO（3）（x = 0.000 ~ 0.300）陶瓷，分析了组分驱动的结构转变对BiFeO（3）磁性能的影响。结果发现，La和Mn在Bi和Fe位的共取代导致抑制通常出现在BiFeO 3中的杂质相（Bi 2Fe 4 O 9和Bi 25 FeO 40）。通过对所有XRD图谱的双相Rietveld分析进行了定量晶体学相分析，表明随着取代浓度的增加，存在由菱面体（空间群R3 c）到正交（空间群Pbnm）的组成驱动的晶体结构转变。5%共取代样品表现出高的剩余磁化强度，即约15倍的BiFeO 3，这是由于摆线自旋结构的抑制和反铁磁有序自旋的晶格畸变引起的倾斜角增加。然而，进一步增加替代的结果在剩余磁化强度和矫顽力的减少，由于在正交结构中的完整的反铁磁有序的外观，因为显着的贡献，从Pbnm空间群的结晶相（从双相Rietveld分析获得）。当共取代量为5%时，可以观察到与频率无关的较高的介电常数和较低的介电损耗。因此，这种特定的组合物对于器件应用可能是有意义的。
2014-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependent $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ band parameters for wurtzite (Al,Ga)N alloys from density functional theory
本文通过密度泛函理论计算，系统提取了(Al,Ga)N合金全成分范围的k·p带参数，发现其显著偏离线性插值，需引入成分依赖弯曲参数，并指出晶体场劈裂能的非线性影响能带排序及光偏振特性。
2025-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Structural Transition on Magnetic Properties of Ca and Mn co-substituted BiFeO3 Ceramics
研究了酒石酸改性溶胶-凝胶法制备的Bi 1-xCaxFe 1-xMnxO 3陶瓷中组分驱动的结构转变，分析了其对BiFeO 3磁性能的影响。结果表明，Ca、Mn在BiFeO_3（BFO）中Bi、Fe位的共取代显著抑制了杂质相的生成。通过对所有XRD图案的双相Rietveld分析进行了定量晶体学相分析，其表明随着由于过量化学压力（晶格应变）而导致的取代浓度的增加，存在从菱面体（R3 c空间群，较低的晶体对称性）到正交（Pbnm空间群，较高的晶体对称性）的组成驱动的晶体结构转变。磁性测量结果表明，共取代的BFO纳米粒子的x = 0.15有增强的剩余磁化强度约14倍，由于抑制摆线自旋结构，这可以解释在磁场诱导的自旋重取向和弱铁磁性。然而，在形态相边界处，（x = 0.15），在8 T处的剩余磁化强度和最大磁化强度达到最大值，这表明自旋摆线结构几乎被破坏，并且由于Pbnm空间群的晶体相的显著贡献，由于正交结构中出现完全反铁磁有序，替代的进一步增加导致两种磁化强度的降低（如从双相Rietveld分析获得的）。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial anisotropy and enhanced magnetostriction of CoFe$_2$O$_4$ induced by reaction under uniaxial pressure with SPS
在这项研究中，我们比较了磁性和磁致伸缩性能的多晶CoFe $_2$ O $_4$丸，由三种不同的方法，重点是使用放电等离子烧结（SPS）。该技术允许在施加单轴压力的同时进行非常短的热处理阶段。SPS用于烧结钴铁氧体，但也用于进行相同陶瓷组合物的反应和烧结（反应烧结）。磁性和磁致伸缩测量表明，SPS反应烧结诱导单轴各向异性，而不是一个简单的烧结过程的情况下。然后，诱导的各向异性预计是单轴压力下的反应的结果。这种各向异性增强了样品的磁致伸缩性能，其中获得了$-229$ ~ppm的最大纵向磁致伸缩。由于所需的处理时间短（22分钟），该过程可以是磁退火的有希望的替代方案。
2018-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Composition variations in Cu(In,Ga)(S,Se)2 solar cells: not a gradient, but an interlaced network of two phases
University of Luxembourg（卢森堡大学）；AVANCIS GmbH（AVANCIS有限公司）；Catalonia Institute for Energy Research (IREC)（加泰罗尼亚能源研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究发现铜（铟、镓）（硫、硒）2型太阳能电池的背部分存在两种相交错的结构，而非连续梯度，通过光致发光测量揭示了非辐射复合源并提出改进方法。
2023-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions in multiferroic BiFeO3 crystals, thin-layers, and ceramics: Enduring potential for a single phase, room-temperature magnetoelectric 'holy grail'
研究了多铁性铋铁氧体在磁场、外延应变和成分改性作用下的磁相变。这些从空间调制的自旋螺旋状态到同质反铁磁状态的转变伴随着潜在磁化强度的释放和线性磁电效应，使得BiFeO3基材料有效的室温单相多铁性。
2008-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study on the Effect of Annealing on Ga$_2$O$_3$ Thin Films Deposited on Silicon by RF Sputtering
INESC Microsystems and Nanotechnology（微纳电子系统研究所）；Institute for Plasmas and Nuclear Fusion, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院等离子体与核聚变研究所）；Department of Physics, Faculty of Sciences, University of Lisbon（里斯本大学理学院物理系）；BioISI – Biosystems and Integrative Sciences Institute, Faculty of Sciences, University of Lisbon（里斯本大学理学生物系统与整合科学研究所）；Department of Nuclear Science and Engineering, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院核科学与工程系）
本文研究了通过射频溅射在硅上沉积的Ga$_2$O$_3$薄膜在不同退火温度下的光学和结构性能变化。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Detailed Investigation of the Onion Structure of Exchanged Coupled Magnetic Fe(3-delta)O4@CoFe2O4@Fe(3-delta)O4 Nanoparticles
纳米粒子（NP）结合了几个磁相，因为它们的磁特性的高度模块化，为尖端应用提供了广阔的前景。除了增加每个相固有的磁特性之外，从核-壳以及进一步从洋葱结构产生的界面导致协同特性，例如磁交换耦合。这种现象对于克服阻碍潜在应用的氧化铁NP的超顺磁性极限具有高度的意义。在这篇手稿中，我们报告的设计与洋葱状结构的纳米粒子已经很少报道。这些纳米颗粒由Fe（3-delta）O 4核组成，其被CoFe 2 O 4的第一壳和Fe（3-delta）O 4的第二壳覆盖。它们通过多步种子介导生长方法合成。虽然TEM显微照片清楚地显示了每个壳从铁氧化物核的生长，但核尺寸和壳厚度与尺寸增加所暗示的明显不同。我们在进行高分辨率（扫描）TEM成像和GPA时非常精确地研究了NPs的结构。用EELS研究了原子的化学组成和空间分布。用穆斯堡尔谱、软X射线吸收光谱和X射线微区衍射研究了阳离子的化学环境和氧化态。这些技术使我们能够估计核@壳结构的氧化铁核中的Fe 2+含量的增加以及核@壳@壳结构中的钴铁氧体壳厚度的增加，而氧化铁壳似乎比预期薄得多。因此，化学组成的改变以及Fe（3-δ）O 4核的尺寸和钴铁氧体壳的厚度对磁性能具有很大影响。此外，氧化铁壳的生长也显著地改变核-壳纳米颗粒的磁性。
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effect of Rhombohedral to Orthorhombic Transition on Magnetic and Dielectric Properties of La and Ti co-substituted BiFeO3
采用酒石酸改性溶胶-凝胶法制备了La、Ti共取代多晶陶瓷。结果表明，La和Ti在BiFeO_3中Bi和Fe位的共取代抑制了铁酸铋中常见的杂质相的形成。借助FULLPROF程序进行了定量晶体学相分析，表明存在由菱面体（空间群R3 c）到正交（空间群Pbnm）的组成驱动的晶体结构转变。拉曼光谱中声子频率和A1模线宽的变化揭示了晶格畸变对晶体结构的影响。结构转变打破了共取代BiFeO 3纳米粒子的自旋摆线结构，导致反铁磁自旋结构的倾斜。因此，剩余磁化强度增加到10%的共取代，成为BiFeO 3的22倍。然而，由于正交晶体对称性中的共线反铁磁有序的显著贡献，它降低了较高的共取代百分比。共取代显着提高了介电常数（最大值在x = 0.100），以及频率无关的区域的介电常数和介电损耗。
2014-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of magnetization reversal and magnetostriction in FeGa thin films
在磁致伸缩合金中，由铁和镓形成的合金（在90年代后期由其美国海军研究办公室发现者称为“Galfenol”）因其低磁滞、良好的拉伸应力、良好的机械加工性和其不含稀土的组成而具有吸引力。其应用之一是其与压电材料的关联，以形成非本征多铁性复合材料，作为诸如BiFeO $_3$的稀有室温本征多铁性的替代物。本研究的重点是薄Fe $_{0.81}$ Ga $_{0.19}$薄膜的厚度为5，10，20和60 nm的溅射沉积到玻璃基板上。磁化反转研究揭示了一个定义明确的对称性与两个独立的厚度的主方向。该磁各向异性的磁签名随着FeGa厚度的增加而减小，这是由于非优先多晶排列的增加，如通过透射电子显微镜（TEM）观察所揭示的。因此，当沿这些特定方向施加磁场时，从横向磁化循环来看，对于最薄的样品，磁化反转主要是相干的。磁致伸缩系数达到20 ppm的5 nm的膜和较厚的样品，其中多晶部分与非优先取向占主导地位的降低。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Unexpected structural and magnetic depth dependence of YIG thin films
我们报告测量钇铁石榴石（YIG）薄膜生长在钆镓石榴石（GGG）和钇铝石榴石（YAG）衬底上，有和没有薄的Pt顶层。我们提供了三个主要的结果：在Pt/YIG界面的界面区域的观察，我们把一个限制的Pt层的感生磁性，并确认在GGG/YIG界面的界面层的存在。极化中子反射仪（PNR）被用来给深度依赖的结构和磁性的这些结构。我们发现，一个薄膜的钇铁石榴石上GGG是最好的描述由三个不同的层：界面层附近的GGG，约5纳米厚和非磁性，磁性体相，和非磁性和成分不同的薄层附近的表面。我们推测，底层，这是独立的膜厚度，是由Gd扩散。顶层在反自旋霍尔效应测量中可能是极其重要的，并且最可能是Y2 O3或非常类似的。在PNR中的任何感应力矩的Pt的磁灵敏度增加的Y2 O3层的存在下，任何时刻被发现是小于0.02 uB/原子。
2017-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Automated Segmentation of Large Image Datasets using Artificial Intelligence for Microstructure Characterisation, Damage Analysis and High-Throughput Modelling Input
针对阈值法难以分割复杂显微组织的问题，提出基于 nnU-Net 与 GAN 的两种 AI 分割方法，并在双相钢 SEM 图像中验证其泛化性及面向表征、损伤分析和有限元建模的价值。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Dense strontium hexaferrite-based permanent magnet composites assisted by cold sintering process
本文提出CSP结合1100 °C后退火制备SFO基复合永磁体，实现92%相对密度和最高3.0 kOe矫顽力，为无稀土永磁绿色制造提供替代路径。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Optimization of magneto-electric properties in Lead-free (x)Co1.2Ti0.2Fe1.6O4 - (100-x)BaTiO3 based composites
Bennett University（贝内特大学）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE 科学研究联盟）；University School of Basic and Applied Science, Guru Gobind Singh Indraprastha University（古鲁戈宾德·辛格·印多拉普拉斯塔大学基础与应用科学学院）；Central University of Punjab（旁遮普中央大学）
本研究合成无铅多铁复合材料，探究组成与烧结温度对其性能的影响，优化得到的30CTFO-70BTO复合材料磁电系数达1.28 mV/cm.Oe，可用于低功耗多功能器件
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
