Electronic and Optical properties of TM-doped (8,0) SiC SWNT and the prospect of hydrogen storage
采用第一性原理密度泛函理论，在量子espresso程序中研究了过渡金属（TM）掺杂单壁（8，0）SiC纳米管的性质.所研究的性质是电子、光学和储氢前景，而用于掺杂的过渡金属是铁、锰和钴。结果表明，铁磁有序更好地描述了掺杂过程中的磁序。掺杂导致半金属性质。TM-3d和C-2 p在费米能级附近的杂化导致了半金属性的出现。此外，该管的光电特性和储氢容量也发生了变化。掺杂似乎导致光电子学应用范围的扩大，从远红外到可见光的光伏效应。此外，该管似乎显示出储氢的潜力。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced magnetism in SiC: Interplay between ferromagnetism and paramagnetism
缺陷感生铁磁性引发了大量的研究和争议。主要的问题是，感应铁磁信号是如此之弱，它可以充分占痕量污染。为了解决这一问题，我们研究了SiC的磁性能的变化后，中子辐照通量覆盖四个数量级。一个大的顺磁分量已被诱导和规模与缺陷浓度，这可以很好地解释了非耦合双空位。然而，铁磁贡献仍然很弱，并且仅出现在中子的低注量范围内或退火处理后。第一性原理计算暗示了缺陷浓度的相互排斥作用：缺陷以磁相互作用为代价有利于自旋极化。结合实验和第一性原理计算结果，缺陷诱导的铁磁性可以理解为一个局部效应，不能按比例放大的体积。因此，我们的调查回答了长期存在的问题，为什么缺陷引起的铁磁信号很弱。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Non-magnetic doping induced magnetism in Li doped SnO2 nanoparticles
我们解决了非磁性掺杂诱导磁性的可能性，在Li掺杂的SnO2纳米粒子。在平衡状态下通过固态路线制备了这些化合物，并发现它们以单一的金红石相结晶。磁化强度的测量表明，锂掺杂诱导磁性的SnO2的特定范围内的Li浓度。然而，对于其他Li浓度，包括纯SnO2，样品表现出抗磁性。为了研究感生磁性的可能来源，我们研究了磁化强度作为平均纳米颗粒半径的函数的变化。在这些化合物的磁性外观的可能方案进行了讨论。
2013-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Role of Spin, Phonon and Plasmon Dynamics on Ferromagnetism in Cr doped 3C-SiC
缺陷感生磁性是自旋电子学领域的一个热点。在这方面，SiC是一种很有前途的材料，因为它在极端条件下具有独特的性能。因此，研究掺杂SiC中缺陷与巡游载流子的相互作用对自旋电子学的应用具有重要意义。本文报道了用热等离子体技术合成的Cr掺杂3C-SiC的结构稳定性和磁相互作用。未掺杂的3C-SiC的EPR谱示出了对应于与系统中存在的缺陷相关联的$g=2.00$的尖锐共振线。EPR谱相对强度的异常温度演化趋势可以归因于基质中的磁关联缺陷。首次对Cr掺杂3C-SiC的X波段和Q波段EPR谱进行了详细的定量分析，揭示了Cr可以以多价态存在。利用纵向光学等离子体耦合模型（LOPC），从载流子与表面等离子体相互作用的角度解释了拉曼光谱纵模（LO）的非单调变化。通过使用LOPC与实验数据拟合计算的载流子密度从$1.8\times10^{15}$变化到$4.2\times10^{17}$ cm $^{-3}$。室温磁性测量显示所有样品在高达7 T的磁场下具有非零磁性的铁磁行为。我们第一次证明居里温度高于760 K。磁相互作用的定量分析验证了束缚磁极化子模型（BMP）的适用性，该模型可能源于Cr $^{3+}$离子与相关（Si，C）缺陷的交换作用。由BMP拟合得到的极化子密度与由拉曼光谱线形拟合得到的载流子密度吻合得很好。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant magnetism in doped semiconducting beta-FeSi2 and CrSi2
新的或不寻常的磁性是一个相当感兴趣的主题，特别是在金属和简并半导体中。在这种材料中，磁性、传输和其他费米液体性质的相互作用可以导致迷人的物理行为。一个例子是在磁性半导体中，其中可以控制和使用自旋极化电流。我们报告的密度泛函计算预测磁性掺杂半导体β-FeSi 2和CrSi 2在相对较低的掺杂水平，特别是对于n型。在这种情况下，作为掺杂水平的函数，存在到半金属状态的快速交叉。结果进行了讨论，这些化合物的电子结构和其他性质。
2013-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Mn delta-doped cubic GaN: density-functional theory studies
用密度泛函理论计算了12.5%和25%Mn δ掺杂立方GAN的磁性。结果表明，单层δ掺杂和半δ掺杂结构表现出较强的基态半金属铁磁性（HMF），双层δ掺杂结构表现出较强的基态反铁磁性（AFM），自旋翻转能为479.0 meV.δ掺杂结构显示出增强的二维磁性。我们讨论了起源的HMF使用一个简单的晶体场模型。最后，我们讨论了基于Mn掺杂GAN的反铁磁/铁磁异质结。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Thermal Conductivity of 4H and 6H Silicon Carbide Measured Using Time-Domain Thermoreflectance
碳化硅（SiC）是一种宽带隙（WBG）半导体材料，在大功率和高频电子领域具有广阔的应用前景。在其许多有用的特性中，高导热性是至关重要的。本文利用飞秒激光时域热反射（TDTR）技术测量了三种SiC样品：n型4 H-SiC（N掺杂1 × 10^19 cm-3）、非故意掺杂（UID）4 H-SiC和Si 6 H-SiC（V掺杂1 × 10^17 cm-3）在250 K ~ 450 K温度范围内的各向异性热导率。通过选择合适的激光光斑半径和调制频率，我们同时测量了SiC的平行于（k_r）和穿过六边形平面（k_z）的热导率。对于k_r和k_z，导热系数的大小顺序为：Si 4 H-SiC> n型4 H-SiC> Si 6 H-SiC。这项工作是理解WBG半导体热传输的重要基准。
2017-12-13 cond-mat.mtrl-sci
First principle calculations with SIC correction of Fe-doped CuO compound
本文采用标准密度泛函理论研究了Fe掺杂CuO薄膜的电子性质。这种方法是基于Korringa Kohn Rostoker相干势近似下的从头计算。我们在一般梯度近似和自相互作用修正的框架下进行了研究。能量图中的态密度的介绍和讨论。所研究的化合物的计算的电子性质证实了这种材料的半金属性性质。此外，研究的化合物的吸收光谱内的广义梯度近似，所提出的Perdew伯克Ernzerhof近似进行检查。与纯CuO相比，掺杂结构的费米能级向高能方向移动。为了完成这项研究，在CuO中的Fe掺杂方法的效果已经将材料转变为半金属材料。在两种近似方法中，我们发现了一个高宽的杂质带。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Role of vacancies in the magnetic and electronic properties of SiC nanoribbons: an ab initio study
采用基于密度泛函理论的从头计算方法，研究了空位对锯齿形SiC纳米带（Z-SiCNR）的电磁性质的影响.观察到单空位（V_C和V_Si）和双空位（V_SiV_Si和V_SiV_C）在Z-SiCNR中诱导磁性。单一V_Si的存在并不影响Z-SiCNR的半金属行为，但由于边缘Si p轨道和空位周围的原子，单一V_C导致Z-SiCNR从半金属行为转变为金属行为。研究了空位与杂质原子（B和N）的相互作用，发现V_SiN_C不仅抑制了V_SiV_C的振荡型磁性，而且保留了原始Z-SiCNRs的半金属性质。空位的缺陷形成能可以通过替代B和N原子而降低。我们认为，铁磁性是预期的，如果Z-SiCNR生长在合适的条件下。
2013-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Li intercalation effects on magnetism in undoped and Co-doped anatase TiO$_2$
本文研究了Li嵌入的$n$型载流子掺杂对未掺杂和Co掺杂的二氧化钛$_2$磁性的影响。我们发现掺杂的$n$型载流子在TiO $_2$中主要集中在靠近嵌入Li的Ti位上.随着嵌入量的增加，在Ti处实现了局域自旋。在Co掺杂TiO $_2$的情况下，大部分添加的$n$型载流子填充Co 3 $d$能带，其余的位于Ti处。因此，Co的磁矩通过Li嵌入而消失，从而具有非磁性的基态。
2002-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Stacking order effects on the energetic stability and electronic properties of $n$-doped graphene/h-BN van der Waals heterostructures on SiC(0001)
研究了由具有不同电子特性的堆叠二维材料制成的异质结构在创建多功能器件中的潜力。石墨烯（G）和六方氮化硼（h-BN）范德华（vdW）体系已经被广泛研究，包括最近关于在石墨烯/SiC（0001）模板上合成h-BN的研究。这些研究表明，h-BN封装可以发生除了VDW外延。本文对SiC（0001）衬底上具有碳缓冲层的G/h-BN异质结构进行了理论研究。结果显示，单层石墨烯下方的h-BN封装具有能量偏好：双层系统中的G/h-BN/SiC和三层系统中的G/h-BN/G/SiC。电子结构计算表明，石墨烯的线性能带色散在双层体系中得到保持，但由于石墨烯的电子掺杂水平不同，狄拉克点位于不同的能量位置。在三层系统中，石墨烯的掺杂水平也取决于堆叠顺序。G/h-BN/G/SiC的电子能带结构在费米能级以下具有两个能量不同的狄拉克点。较不稳定的系统如G/G/h-BN/和h-BN/G/G/SiC在费米能级附近显示抛物线带。基于C-1 s核心能级位移（CLS）和碳K边X射线吸收近边光谱（XANES）的模拟进行了额外的结构表征，以帮助这些石墨烯/h-BN vdW系统中的未来实验光谱。
2023-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Positron annihilation lifetime and Doppler broadening spectral calculations of oxygen-doped 3C-SiC
School of Nuclear Science and Technology, University of South China（南华大学核科学技术学院）；School of Computer, University of South China（南华大学计算机学院）
本研究利用DFT计算氧掺杂3C-SiC中缺陷的正电子湮灭寿命和多普勒展宽光谱，揭示了不同缺陷的电荷状态对湮灭特性的影响，并展示了PAS在区分缺陷类型中的应用。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Strain effect in highly-doped n-type 3C-SiC-on-glass substrate for mechanical sensors and mobility enhancement
本工作报告的应变效应的电性能的高掺杂n型单晶立方碳化硅（3C-SiC）转移到6英寸的玻璃基板采用阳极键合技术。实验数据显示沿[100]取向的纵向和横向的高规范因子分别为-8.6和10.5。高掺杂3C-SiC薄膜的压阻效应在几次弯曲循环后也表现出良好的线性和一致的再现性。实验结果与基于n型3C-SiC导带多谷间电子转移现象的理论分析相吻合。我们的发现，在n型3C-SiC的大规范因子加上消除电流泄漏到绝缘衬底可以铺平道路的发展单晶SiC玻璃基MEMS应用。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ni Schottky barrier on heavily doped phosphorous implanted 4H-SiC
研究了重掺杂（ND>1019 cm-3）n型磷离子注入碳化硅（4 H-SiC）上Ni肖特基势垒的电学行为，着重研究了正向和反向偏压下的电流输运机制。肖特基二极管的正向电流-电压特性表明，主要的电流传输是一个电子-场致发射机制。另一方面，反向偏置特性不能用唯一的机制来描述。实际上，在适当的反向偏压下，漏电流温度的升高主要是由掺杂引起的损伤引起的，而随着偏压的增加，漏电流温度的升高更接近于纯场致发射机制。讨论了重掺杂层上金属/4 H-SiC接触在实际器件中的潜在应用。
2021-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High Temperature Molecular Magnetism Caused by pi-electrons: Copper Phthalocyanine Doped with Alkaline Metals
研究了碱金属掺杂酞菁铜（AxCuPc）的电子自旋共振谱. ESR谱的温度依赖性表明了铁磁行为。居里-外斯温度在30 ~ 115 K之间变化，取决于样品的化学计量比x。在温度略高于77 K时，多晶样品的一些颗粒被吸引到弱磁体上。所观察到的磁性是由酞菁阴离子在Eg双简并分子轨道上的未成对π电子引起的。所观察到的铁磁性可以理解的框架内的McConnell-2模型提出的有机铁磁性电荷转移复合物。AxCuPc的高温磁性被认为是不同价态酞菁分子阴离子之间双交换的Zener机制的结果。
2005-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Carrier free long-range magnetism in Mo doped one quintuple layer Bi2Te3 and Sb2Te3
实现量子反常霍尔效应（QAHE）的关键之一是长程铁磁性，目前只有在Cr或V掺杂的（Bi，Sb）2Te3体系中实验上实现了长程铁磁性。这两种元素都是3d过渡金属和4d过渡金属被发现是无效的，产生长程铁磁性的Bi2Se3。然而，4d元素的磁性掺杂能否实现长程铁磁性仍是一个悬而未决的问题。基于密度泛函理论计算，我们预测Mo掺杂的半导体Bi_2Te_3和Sb_2Te_3可以实现长程铁磁性。耦合强度与掺Cr的Bi_2Te_3和Sb_2Te_3的耦合强度相当。因此，Mo掺杂的Bi_2Te_3和Sb_2Te_3或它们的合金可以成为实现稀磁半导体和QAHE的新体系。
2019-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism on the boron-doped Si(111)-$\sqrt 3 \times \sqrt 3$ surface
我们利用第一性原理计算研究了Si（111）- $\sqrt 3 \times \sqrt 3$表面的磁性，该表面对于高硼掺杂的样品是稳定的.当去除硼原子顶部的硅吸附原子以形成缺陷结构时，三个硅悬挂键被暴露，从而在带隙中产生半填充的双简并能级，这稳定了2 $μ_{\rm B}$的局部磁矩。当有许多这样的缺陷结构彼此相邻时，发现它们反铁磁地排列。然而，我们表明，铁磁性可以通过调整缺陷中的电子数来稳定，这表明这种独特的硅表面结构的自旋电子学应用的可能性。
2017-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Transport critical current density in Fe-sheathed nano-SiC doped MgB2 wires
采用粉末管法和原位反应法制备了纳米SiC掺杂MgB2/Fe丝材。由于Si和C共掺杂的平衡效应，随着SiC掺杂水平的增加，Tc的降低仍然相当小。高水平的SiC共掺杂允许产生晶粒内缺陷和纳米夹杂物，其充当有效的钉扎中心，导致Jc（H）性能的显著增强。尽管样品的密度较低，电流的衰减性质，但所有导线的传输Jc与较高磁场下的磁性Jc相当。掺杂10wt%SiC的MgB_2/Fe在5K和4.5T下的输运IC达到660A（Jc = 133，000A/cm~2），在20K和2T下的输运IC达到540A（Jc = 108，000A/cm~2）。10wt%SiC掺杂的MgB2线的传输Jc比迄今为止报道的分别在5K和10T以及20K和5T下的现有技术的Fe护套的MgB2线高一个数量级以上。由于目前样品的密度仅为50%，因此Jc有很大的进一步改进空间。
2002-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetism in C or N-doped MgO and ZnO: density-functional study of impurity pairs
结果表明，最近提出的用C或N取代O来产生铁磁性的方法，由于杂质对的形成而被削弱，所得的C2自旋=1的二聚体以及等电子的N2^{2+}在p型MgO中发生反铁磁性相互作用。然而，对于C掺杂的ZnO，我们证明了使用HSE混合泛函的自旋极化的C2 ppπ* 态与主机导带的共振导致长程铁磁相互作用。开壳层杂质分子的磁性被认为是氧化物自旋电子材料中d 0-铁磁性的可能途径。
2010-12-11 cond-mat.mtrl-sci
F+ Center Exchange Mechanism and Magneto Crystalline Anisotropy in Ni doped 3C-SiC
我们报告的实验证据支持在室温铁磁性Ni掺杂3C-SiC。居里温度> 350 K。变温电子顺磁共振（EPR）研究表明，Ni的价态为2+，具有环境对称性。XRD和拉曼峰的明显位移证实了Ni在主体晶格中的掺入。由于掺杂导致的空位$V_{\mathrm{Si}}$、$V_{\mathrm{C}}$的数目和自由电子的数目的变化与系统的磁化强度的变化一致。建立了铁磁有序度与F ~+中心交换机制的直接关系。各向异性常数的温度变化使用接近饱和定律（LAS）确定。结果表明，有效磁各向异性常数随温度的升高而减小。退火样品的EPR谱线宽度随温度的降低而增加，而积分强度随温度的降低而减小。这可能是由于Si $_{x}$ Ni $_{1-x}$ C中轨道角动量的不完全猝灭。除此之外，在立方晶场中，诸如Ni的快速弛豫杂质的轨道简并没有被完全去除。这导致线宽随着温度的升高而减小。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Stable Ferromagnetic Order in Topological Insulator: Codoping Enhanced Magnetism in 4f Transition Metal Doped Bi2Se3
自拓扑绝缘体（TI）被发现以来，在TI中实现长程绝缘铁磁态一直是一个亟待解决的问题。直到最近，这种状态才在Cr掺杂的Bi 2-xSbxTe 3中实现，导致量子反常霍尔效应（QAHE）的发现。然而，这种效应仅在极低的温度下观察到，主要是由于有限的磁性。为了充分理解铁磁有序化的机制，从而提高铁磁性，我们研究了4f过渡金属掺杂的Bi 2Se 3，使用密度泛函理论方法。我们发现Eu和Sm更喜欢具有大磁矩的Bi替代位置，以确保稳定的长程铁磁态。此外，共掺杂可以是一种新的策略，以保持主体材料的绝缘性能以及改善磁性掺杂剂的掺入。因此，我们的研究结果提供了关键的一步，促进实现QAHE在TI系统。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Diluted magnetism in Mn doped SrZnO2 single crystals
研究了Mn和Cu掺杂的SrZnO_2单晶（SrZn0.99Mn0.01O_2和SrZn0.99Cu0.01O_2）的磁性。我们观察到的签名弱铁磁性的磁化率低于5 K的急剧增加，即使在低百分比（x= 0.01）的Mn取代单晶。平行或垂直于ab平面测量的磁化率数据产生各向异性行为，居里-外斯温度分别为约-320 K和-410 K，表明在高温下Mn原子之间存在强反铁磁耦合，类似于Mn掺杂的ZnO和Fe掺杂的BaTiO 3样品。而SrZn 0.99Cu 0.01 O2晶体在2K以下表现出顺磁性。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in Mn Nanowires and Clusters as δ-doped Layers in Group IV Semiconductors (Si, Ge)
IV族半导体（Si/Ge）的Mn掺杂是通过在IV族基质中嵌入薄Mn膜作为δ掺杂层来实现的。Mn层由单原子Mn线的致密层组成，其垂直于Si（001）-（2x 1）二聚体行或Mn簇定向。纳米结构覆盖有非晶Si或Ge覆盖层，这保留了δ掺杂层的特性。与STM的键合环境的分析相结合的元素特定的检测与X射线磁性圆二色性的磁性签名。具有离子键特性的Mn线在a-Ge覆盖层上的磁矩最大（2.5 μB/Mn），a-Si覆盖层导致磁矩略有降低，这是由于键几何结构的细微变化。我们的结果直接证实了Mn吸附在Si（001）表面的磁性理论预测。δ掺杂层的磁矩淬灭到0.5μB/Mn，主要由团簇组成，从而形成Mn-Mn键的反铁磁成分。
2017-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the $sp$ magnetism in substitutional doped graphene
在石墨烯中的缺陷诱导磁性已被理论预测和实验观察。然而，当考虑具有$sp$电子的替代杂质时，关于磁性行为的起源存在公开的问题。这项工作的目的是有助于掺杂石墨烯系统中杂质诱导的自旋磁性的理解。因此，在密度泛函理论的框架下，得到了周期表中IIIA族（B，Al，Ga）和VA族（N，P，As，Sb，Bi）杂质置换掺杂石墨烯的电子结构和自旋磁矩.磁性基态的性质是从计算的总能量作为自旋磁矩的函数，使用固定的自旋矩方法确定的。我们表明，在所研究的系统中的自发磁化产生的电子不稳定性的存在下，在费米能级的一个狭窄的杂质带。此外，我们发现自旋极化的出现需要杂质引入额外的电子到石墨烯晶格，并且杂质-碳杂化接近于$sp^3$几何形状。这些特征揭示了电荷掺杂符号和杂化程度在取代掺杂石墨烯中$sp$磁性的起源中起着根本性的作用。
2022-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Boron-related defects in n-type 4H-SiC Schottky barrier diodes
本文通过少数载流子瞬态谱研究了n型4H-SiC肖特基二极管中硼相关缺陷，发现高浓度硼引入深能级缺陷但未恶化器件电学特性。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism in X_xW_{1-x}O_3 (X=Nb,V,Re) from supercell calculations
最近，一些杂质半导体显示出超导性或弱铁磁性。本文研究了立方XW_{26} O_{81}（X=Nb，V，Re）超晶胞的电子结构和磁性条件。未掺杂的材料是绝缘体，尽管轻微掺杂的材料是金属，但它远未达到磁性的斯通纳标准。局域态密度随能量迅速变化的条件类似于掺杂六硼化物。虚晶近似用于改变掺杂水平。一个小的时刻出现，如果费米能量符合一个大的导数的DOS。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism of transition metal doped Zn12O12 clusters: Role of defects
采用量子化学从头算方法，在广义梯度近似+ Hubbard U（GGA+U）方法的框架下，对ZnO团簇的能量和磁性进行了全面的研究.我们的结果在GGA+U的所有3D掺杂剂，除钛表明，反铁磁相互作用占主导地位的中性，无缺陷的集群。形成能的计算，以确定在ZnO团簇中的稳定的缺陷。我们详细分析了这些缺陷的作用，以稳定铁磁性时，集群掺杂Mn，Fe和Co。我们的计算表明，在带电缺陷的存在下，过渡金属原子驻留在集群的表面可能有一个不寻常的氧化态，这起着重要的作用，使集群铁磁性。还分析了不含TM掺杂的ZnO团簇中的缺陷诱导磁性。ZnO簇上的这些结果可能在缺陷的纳米工程中具有显着的贡献，以实现自旋电子学应用所需的铁磁性能。
2010-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous Magnetism in La-doped CaMnO3. (II) Mesoscopic Phase Separation due to Lattice-coupled FM Interactions
本文详细研究了Ca（1-x）La（x）MnO_3（0.00 ≤ x ≤ 0.20）的介观磁分离和晶体学相分离。中子粉末衍射和直流磁化技术已被用来隔离所扮演的不同角色的电子掺杂到作为其浓度x的函数的eg水平。多个低温磁性和结晶相内的个别多晶样品的存在被认为是一个内在的功能，遵循从竞争FM和AFM相互作用之间的平衡作为温度的函数的系统。FM双交换相互作用与掺杂的EG电子在较高的温度下比竞争AFM相互作用更有利，并且通过轨道极化与晶格更强地耦合。这些FM相互作用，从而发挥了特权的作用，即使在低例如电子浓度，凭借以上的AFM转变温度诱导的结构修改。
2003-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Surface-induced magnetism in C-doped SnO$_{2}$
用第一性原理计算研究了C掺杂SnO $_{2}$（001）表面的磁性.结果表明，当碳原子位于SnO $_{2}$的氧位时，在SnO $_{2}$的（001）表面上不产生磁性，而在SnO的（001）表面上产生较大的磁矩.由于$p$轨道的空少数自旋，磁矩主要由碳原子贡献，并局限于表面和亚表面原子。当碳原子位于表面下的氧位置时，没有观察到磁性。磁性的起源进行了讨论的背景下，表面键合。
2010-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structure and magnetism in Fe-doped FeVSb and epitaxial Fe/FeVSb nanocomposite films
Fe掺杂FeVSb及epitaxial Fe/FeVSb纳米复合膜的结构与磁性研究，发现弱铁磁性和铁磁性纳米结构的形成及界面诱导磁性。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism in doped semiconducting half-Heusler compounds
本文采用紧束缚线性Muffin tin轨道方法（TB-LMTO）和超原胞方法，用局域自旋密度泛函方法详细研究了M（Mn和Cr）掺杂半导体Heusler化合物FeVSb，CoTiSb和NiTiSn（XM $_{x}$ Y $_{1-x}$ Z）在宽浓度范围内的电子结构和磁性.我们的计算表明，这些化合物中的一些不仅是铁磁性的，而且是半金属的，可能是有用的自旋电子学应用。在考虑掺杂过渡金属（M）与价带X-Z杂化之间相互作用的简单模型下，分析了掺杂体系的电子结构。我们证明了强的X-d - M-d相互作用使M-d态接近费米能级，而M-t $_{2g}$态的能量比M-e $_{g}$态高。根据可用d电子的数量，如果d流形被部分占据，则实现铁磁性。铁磁（FM）或反铁磁（AFM）行为的趋势进行了讨论的安德森长谷川模型的超交换和双交换。在我们对Mn掺杂NiTiSn的计算中，FM对AFM排序的强烈偏好表明这些系统可能具有高居里温度。
2006-11-17 cond-mat.mtrl-sci
The coexistence of magnetism and ferroelectricity in 3d transition metal doped SnTe monolayer
实现二维纳米材料的多铁性对于设计先进的纳米电子器件如非易失性多态数据存储至关重要。在本工作中，铁磁性和铁电性共存的单层SnTe系统的过渡金属（TM）掺杂的报告。基于第一性原理计算，在铁电SnTe单层膜中进行TM掺杂可以实现自发自旋极化。在Mn（Fe）掺杂的SnTe单分子膜中，除了出现面内铁电极化外，还出现了面外铁电极化，这是由于TM从表面的内部位移引起的。有趣的是，随着掺杂元素原子序数的增加，以TM为中心的晶场以及掺杂元素与Te之间的相互作用逐渐增强，这解释了形成能降低的原因。SnTe单层膜多铁性的实现为低维多铁性材料的实验制备提供了理论指导。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism of Mn doped GaN
Mn掺杂半导体杂质半导体由于其新颖的磁性而成为自旋电子学应用中非常感兴趣的系统。最近的理论和实验都表明，Mn掺杂GAN系统与Mn掺杂GaAs系统相比具有非常高的居里温度。为了理解Mn掺杂GaN的电子和磁性，我们用第一性原理平面波方法对Mn掺杂GAN系统进行了详细的研究。在这里，我们显示不同的Mn浓度的电子和磁性的影响。对于稀Mn浓度，Mn的$d$态形成与基质GAN的价带态完全分离的杂质带。这与Mn掺杂的GaAs系统相反，在Mn掺杂的GaAs系统中，带隙中的Mn $d$态非常靠近价带边缘，并且与离域的价带态强烈杂交。为了研究电子关联的影响，进行了LSDA+U计算。计算的交换相互作用在（Mn，Ga）N是短期的相反，在（Mn，Ga）的Mn自旋之间的铁磁耦合的强度基本上没有降低大的Mn-Mn分离。此外，由于Mn原子之间通过As键的连接的存在或不存在，交换相互作用在不同的结晶方向上是各向异性的。
2003-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of magnetism in cerium doped LaCo2P2 crystals: a magnetic phase diagram
ThCr_2Si_2型磷化物ACo_2P_2（A=稀土元素）具有与铁砷化物相同的结构，但它们的磁性却截然不同。本文首次生长了一系列La_（1-x）Ce_xCo_2 P_2（x=0.0 ~ 1.0）单晶，并进行了结构和磁性表征。这使我们能够进行仔细的研究与铈含量的磁性的演变，并建立一个磁相图。我们发现，铈的引入诱导的c轴的快速下降和从铁磁（FM）反铁磁（AFM）状态的变化。通过第一性原理能带结构计算，我们发现随着c轴的缩短，P-P键的形成有效地驱动了AFM相互作用的增加，并最终导致了高掺杂区的AFM有序化.本文的研究结果对122个铁磷属化合物的结构崩塌和电磁性质之间的相互作用有一定的指导意义。
2017-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Localization and magnetism of the resonant impurity states in Ti doped PbTe
以掺钛碲化铅为例，讨论了共振杂质态的局域化问题。用第一性原理方法研究了PbTe：Ti的电子结构，分析了态密度和Bloch谱函数。我们发现，钛创建的PbTe的导带中的共振态，然而，系统的光谱函数强烈建议这些状态的本地化，并显示与PbTe的电子结构差的杂交。本文给出的结果与先前报道的PbTe：Tl的光谱函数之间的对比与这些杂质对PbTe的热电势（S）的不同影响非常好地相关，对于PbTe：Tl，S大幅增加，而对于PbTe：Ti，S几乎没有影响。此外，系统的磁性进行了研究，并形成磁矩的Ti原子被发现，无论是有序（铁磁）和无序（顺磁性）相，表明PbTe：Ti可以是一个磁性半导体。
2014-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and magnetism of GeTe doped with transition metals V, Cr and Mn: a theoretical study from the viewpoint of application in spintronics
本文从自旋电子学的潜在应用角度出发，研究了3d过渡金属V、Cr和Mn掺杂的GeTe化合物的磁性。本文采用密度泛函方法对岩盐和锌盐结构的三元化合物的电子结构、磁性和内聚性质进行了系统的研究。在这两种情况下，都是Ge亚晶格掺杂了三种过渡金属。这些化合物中的一些被发现是半金属在其优化的细胞体积。对于这些特定的情况下，我们计算交换相互作用和居里温度，以提供一些理论指导，试图制造适合于自旋电子器件的材料的实验。在适用和适当的情况下，我们的结果与现有的实验研究进行了讨论。详细讨论了Mn掺杂情况下实验观测与理论结果之间的明显差异，指出了造成这种明显差异的各种物理原因和可能的解决办法。
2012-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the microstructure on the magnetism of Co-doped ZnO thin films
Co-ZnO薄膜的室温铁磁性预测由于其潜在的应用前景而引起了人们的极大兴趣。然而，结果是有争议的，从铁磁性到非铁磁性，导致了关于其起源（第二相，Co团簇或没有）的大辩论。通过仔细研究各种Co-ZnO薄膜的微观结构，我们发现，Co 2+部分取代ZnO纤锌矿基体没有形成Co团簇。令人惊讶的是，薄膜的铁磁性的性质消失的Co含量的增加。此外，我们的研究结果表明，所观察到的铁磁性可能与大量的缺陷-接近界面，并强烈依赖于生长温度-这可能解释了结果的传播。
2006-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent behavior of localized and delocalized electrons in nitrogen-doped 6H SiC crystals as studied by electron spin resonance
本文研究了用Lely法和升华三明治法生长的n型6 H-SiC晶体中氮施主的电子自旋共振（ESR）谱的温度行为，施主浓度为10^17 cm^（-3），温度范围为60-150 K。在T>=80 K的ESR谱中观察到一个宽的信号，具有洛伦兹线形，gpar=2.0043（3），gper=2.0030（3），这在文献中以前被归属于1 s（E）激发态的N施主。通过对ESR谱线的线形、线宽和g张量的分析，我们将此信号归因于传导电子。在T>80 K时，CE ESR信号的出现是由于N施主的1 s（A）基态和1 s（E）激发态电子电离到导带，而Nk 1，k 2施主的超精细（hf）分裂随温度升高而减小则归因于hf分裂的运动窄化效应. CE ESR线宽的温度依赖性由指数规律（Orbach过程）描述，其中活化能对应于驻留在准立方位置（Nk 1，k2）的N的1 s（A1）和1 s（E）能级之间的能量分离。通过对非接触法测量的微波电导率与温度关系的理论分析表明，由于两种样品中费米能级的位置不同，Lely生长样品中Nk 1，k2施主的能级和SSM生长的6 H SiC中六方晶系Nh的能级都发生了自由电子的电离
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent scattering and magnetic proximity effect in Ni-doped Co/Cu multilayers as a probe of atomic magnetism
我们研究了在Cu间隔层中不同Ni掺杂水平的巨磁阻Co/Cu-Ni多层膜的自旋输运和铁磁共振性质。我们提出了一个实验证据的磁性到抗磁性转变的原子磁矩的Ni在Cu基体的浓度低于15原子。%的Ni。随着浓度的增加，Ni原子变成自旋散射中心，这在实验上表现为多层膜的GMR的阶梯状变化。在具有梯度掺杂Cu间隔物的多层膜中观察到这种行为，其中仅内部区域掺杂有Ni。在均匀掺杂的间隔层中，GMR随着Ni含量的增加而单调减小，这表明Ni原子是磁性的，并且在整个掺杂剂浓度范围内充当自旋弛豫中心。我们解释了所观察到的巨磁阻行为的差异，由于在均匀的间隔，这是有效地抑制在梯度间隔的强磁邻近效应。所观察到的磁性相变是完全支持我们详细的从头计算，考虑到在系统中的结构弛豫以及潜在的Ni集群。控制特定掺杂剂的原子磁性的损失或增益可以是探测和控制用于基于自旋阀和自旋扭矩的应用的材料和器件中的自旋弛豫的工具。
2018-08-19 cond-mat.mtrl-sci
The interplay between dopants and oxygen vacancies in the magnetism of V-doped TiO2
密度泛函理论计算表明，V到金红石型TiO 2的Ti晶格位置的结合导致磁性V4+物种，但掺杂剂磁矩之间的耦合的延伸和符号确认，铁磁有序不能通过在无缺陷氧化物中的低浓度掺杂而达到。氧空位可以引入额外的磁中心，我们在这里表明，钒掺杂的影响之一是减少这些缺陷的形成能。在V掺杂剂和O空位的存在下，所有的自旋倾向于以相同的取向对齐。我们得出结论，V掺杂有利于TiO2的铁磁行为，不仅通过引入与掺杂剂中心相关的自旋，而且还通过增加氧空位相对于纯氧化物的浓度。
2011-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Control of Magnetism of Mn dimer supported on Carbon-doped-h-BN surface
Harish-Chandra Research Institute（哈里斯-昌德拉研究所）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔分校）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）
通过电场调控Mn二聚体在碳掺杂h-BN表面的磁性状态，实现反铁磁到铁磁的切换，为自旋电子学应用提供新方法。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci
The unexpected magnetism in 2D group-IV-doped GaN for spintronic applications
通过第一性原理计算发现，在富N条件下Ge和Sn掺杂单层GaN可形成屈曲结构并产生1 μB磁矩，而本征空位会消除磁性，为二维GaN基自旋电子学应用提供了理论指导。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Frustration and Topological Magnetism in Electrostatically Doped SrRuO3
Department of Physics and Astronomy & Nebraska Center for Materials and Nanoscience, University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校物理与天文学系及内布拉斯加材料与纳米科学中心）
通过第一性原理计算与原子蒙特卡罗模拟，研究电荷掺杂对SrRuO3交换反常和拓扑磁性的影响，发现电荷掺杂调控交换相互作用，诱导磁相变并产生拓扑磁结构。
2026-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Freestanding n-Doped Graphene via Intercalation of Calcium and Magnesium into the Buffer Layer - SiC(0001) Interface
已经广泛地研究了具有Ca的SiC（0001）上的外延石墨烯的插层，但是Ca驻留的精确位置仍然难以捉摸。此外，Mg在SiC（0001）上的外延石墨烯下方的插层还没有报道。本文采用低能电子衍射、X射线光电子能谱学、次级电子截止光电能谱和扫描隧道显微镜等方法研究了6 H-SiC（0001）上钙镁嵌入外延石墨烯的物理和电子结构。我们发现，Ca插入在缓冲层下方并结合到Si封端的SiC表面，打破缓冲层的C-Si键，即“独立”缓冲层，以形成Ca插入的准独立双层石墨烯（Ca-QFSBLG）。对于外延石墨烯在SiC（0001）上的Mg插层，情况是类似的，其中在SiC表面处形成有序的Mg封端的重构，并且Mg键合到Si封端的SiC表面，从而产生Mg插层的准独立式双层石墨烯（Mg-QFSBLG）。在以往的钙插层外延石墨烯的研究中，没有考虑缓冲层下的钙插层。此外，我们没有发现任何证据表明，无论是钙或镁插入石墨烯层之间。然而，我们确实发现Ca-QFSBLG和Mg-QFSBLG都表现出非常低的功函数，分别为3.68和3.78 eV，表明高n型掺杂。在暴露于环境条件下，我们发现Ca-QFSBLG迅速降解，而Mg-QFSBLG保持非常稳定。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tuning the Magnetic and Electronic Properties of Monolayer VI3 by 3d Transition Metal Doping: A First-Principles Study
具有强磁性的二维材料在自旋电子学中有着广阔的应用前景，引起了人们极大的关注。最近，本征铁磁三碘化钒（VI 3）已被实验合成。为了提高其自旋电子学性能，我们对VI 3进行了间隙掺杂，并用第一性原理计算研究了VI 3和3d过渡金属（TM）掺杂的VI 3单层膜的几何结构、形成能、电子性质和磁性.在八种过渡金属（Sc-、Ti-、V-、Cr-、Mn-、Fe-、Co-和Ni-）掺杂的VI 3材料中，其中四种（Ti-、V-、Mn-和Ni-掺杂的VI 3）显示出在费米能附近具有全自旋极化的稳健磁性。我们的研究表明，Ti掺杂的VI 3导致半金属半导体特性（HMS），而V掺杂的VI 3和Ni掺杂的VI 3导致半半导体特性（HSC）。令人惊讶的是，Mn掺杂的VI 3表现出不寻常的双极磁性半导体性质（BMS）。这种强铁磁性和100%自旋极化与半金属、半导体或双极半导体性质的独特组合使得3d TM掺杂的VI 3成为下一代半导体自旋电子应用的潜在候选者。这些自旋极化材料将是非常有用的自旋电流产生和其他自旋电子应用。
2021-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Effects of biaxial strain on the impurity-induced magnetism in P-doped graphene and N-doped silicene: A first principles study
采用自旋极化密度泛函方法，采用超原胞方法研究了双轴应变对P掺杂石墨烯（P-graphene）和N掺杂硅烯（N-silicene）杂质感生磁性的影响.对三种不同的超晶胞尺寸$4\times 4$、$5\times 5$和$6\times 6$进行计算，以分别模拟三种不同的掺杂剂浓度3.1%、2.0%和1.4%。对于这两个系统，计算的磁矩是1.0 $μ_B$每个杂质原子的三个研究浓度。从电子结构和总能量作为磁化强度的函数的分析，我们表明，描述窄杂质带的电子不稳定性的Stoner型模型解释了P-石墨烯和N-硅烯中$sp$磁性的起源。在双轴应变下，杂质带色散增加，磁矩逐渐减小，在中等应变值下，磁化强度随之崩溃。因此，我们发现，双轴应变诱导磁量子相变在P-石墨烯和N-硅烯。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and magnetism in nanocrystalline Ca(La)B$_6$ films
采用射频磁控溅射法制备了La掺杂的CaB $_6$纳米晶薄膜。晶格膨胀高达6%相对于体积值观察到沿垂直于膜平面的方向，这是由于Ar气体进入膜的陷阱。只有当晶格膨胀率大于2.5%时，才能在某些掺La薄膜中观察到3 ~ 4个玻尔磁子/La的大铁磁矩。
2004-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in BN nanotubes induced by Carbon Substitution
我们进行了从头计算的原始和碳掺杂的（5，5）和（9，0）BN纳米管。结果表明，碳取代BN纳米管中的硼或氮可以诱导自发磁化。基于局域自旋密度近似的密度泛函理论对电子能带结构的计算表明，在费米能级附近存在一个自旋极化的无色散带.与其他轻元素或无金属磁性材料的理论模型相比，碳掺杂BN纳米管的磁性更易于实验验证，具有潜在的应用价值。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Development of magnetism in Fe-doped magnetic semiconductors: Resonant photoemission and x-ray magnetic circular dichroism studies of (Ga,Fe)As
Fe掺杂的III-V族铁磁半导体（FMS）例如（In，Fe）As、（Ga，Fe）Sb、（In，Fe）Sb和（Al，Fe）Sb是用于自旋电子器件应用的有前景的材料，这是因为n型和p型材料两者的可用性以及高居里温度。另一方面，具有与Fe掺杂的III-V族FMS相同的锌掺杂晶体结构的（Ga，Fe）As显示出顺磁性。Fe掺杂的III-V族半导体中不同磁性的起源仍有待阐明。为了解决这个问题，我们使用共振光电子能谱（RPES）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究铁离子在顺磁性（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）As薄膜中的电子和磁性。Fe 2 $p$-3 $d$ RPES谱表明，Fe 3 $d$态与铁磁（Ga，Fe）Sb的态相似，估算的费米能级位于（Ga，Fe）As的带隙中间.（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）As的Fe $L_{2,3}$ XMCD谱显示出在Fe掺杂的FMS中没有观察到的前边缘结构，表明（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）As中的少数自旋（$\downarrow$）$e_\downarrow$态是空的. XMCD结果表明，（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）As中的载流子诱导铁磁相互作用比Fe掺杂的FMS中的载流子诱导铁磁相互作用短且弱.实验结果表明，$e_\downarrow$态的电子占据有助于铁掺杂…
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
An insight into spin-chain magnetism through Moessbauer spectroscopic investigations in Eu-doped Ca3Co2O6 and Ca3CoRhO6
本文报道了在自旋链磁性和几何阻挫领域具有重要意义的掺Eu的Ca_3Co_2O_6和Ca_3CoRhO_6的~（151）Eu穆斯堡尔效应和磁化强度的测量结果。我们发现，有一个显着增加的穆斯堡尔谱的线宽低于一定的特征温度，这是远远高于一个在三维有序功能集。这种不寻常的加宽的光谱表明存在的特征温度在这些“异国情调”的磁系统，可归因于初期的一维磁秩序的发病。这是从这个特征温度与顺磁居里温度（在这些情况下测量链内耦合强度）的有趣相关性推断出来的。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A synergistic view of magnetism, chemical activation, and ORR as well as OER catalysis of carbon doped hexagonal boron nitride from first-principles
近年来，碳（C）掺杂的六方氮化硼（hBN）已被实验报道是氧还原反应（ORR）的可能的催化主体，以及在室温下可能的铁磁体。还报道了在hBN中被C取代形成石墨烯岛。在这项工作中，我们探索从第一性原理，这些不同方面的C掺杂hBN之间的连接。我们发现形成的石墨烯岛覆盖不相等数量的B和N的网站在hBN是积极合理的。它们具有净非零磁矩，并且还被发现比它们的非磁性对应物具有更多的化学活性，覆盖相等数量的B和N位点。电子之间的原位库仑排斥，已知是像石墨烯和hBN这样的二分晶格中的磁性的原因，也被发现不仅在磁性石墨烯岛和hBN的锯齿形界面处的C原子的化学活化中，而且在紧邻hBN附近的硼（B）位点的化学活化中发挥核心作用。然而，据报道，由于在B位点处的取代（其在能量上比在N位点处更有利）而导致的这种活化的B或C不利于ORR。有利地，我们发现，随着石墨烯岛的尺寸增加，B位点处的C的活化系统地缓和，为在磁性石墨烯岛的边缘处覆盖比N位点更多的B位点的有效催化位点的丰度铺平了道路。因此，作为贵金属电极的替代品，我们提出了一类石墨烯-hBN杂化物，其具有嵌入hBN中的磁性石墨烯岛的晶格，其可以是金属的。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Binary magnetism and directional magnon transport in alkali-doped CrI$_3$
University of Antwerp（安特卫普大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本研究通过碱金属掺杂单层CrI$_3$，发现其诱导二元磁矩与非共线磁序，并产生各向异性及非互易的磁振子输运，为调控二维磁体的磁振子性质提供了新途径。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism trends in doped Ce-Cu intermetallics in the vicinity of quantum criticality: realistic Kondo lattice models based on dynamical mean-field theory
本文用实际电子结构计算和动力学平均场论（DMFT）相结合的方法，描述了典型重费米子化合物CeCu中Au掺杂的$_6$的量子临界点（QCP），并计算了Ce的定域$4f$ -电子.比较了Ce（Cu $_{1-ε}$ Au $_ε$）$_6$与Co掺杂CeCu $_{5}$的磁性趋势，后者位于最早的稀土永磁化合物之一Ce（Co，Cu）$_5$的组成空间的非铁磁性一侧.构造了一个真实的Doniach相图，表明该体系在Ce（Cu $_{1-x}$ Co $_x$）$_5$的$0.2<x<0.4$中跨越了近藤晶格中的一个磁量子临界点.比较了Au掺杂CeCu $_6$和Co掺杂CeCu $_5$，发现后者在QCP附近的扫描区完全覆盖了前者。这些趋势的散装稀土永磁体的矫顽力的影响进行了讨论。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of magnetism and quasiparticles properties in Cr-doped TiO$_2$
结合LSDA+ $U$和超交换相互作用的DFT分析，我们描述了金红石型和金红石型Cr掺杂TiO $_2$的磁基态。并行地，我们通过GW校正（$GW$ @LSDA+ $U$）来校正我们的LSDA+ $U$基态，所述GW校正再现了与实验满意一致的杂质态和带隙的位置。由于金红石和金红石的基态中Cr-Cr键的拓扑配位不同，超交换作用导致Cr离子的铁磁或反铁磁耦合。在Cr掺杂的LiNbO 3中，这种相互作用导致了一种新的机制，该机制稳定了铁磁基态，与实验证据一致，而不需要调用F中心交换。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
