Highly spin-polarized carriers and strong ferromagnetism in doped perovskite antiferromagnetic semiconductors
本研究通过第一性原理模拟证实，对CaTcO₃和NaOsO₃等室温钙钛矿反铁磁半导体进行载流子掺杂可获得高自旋极化特性与强铁磁性，为自旋电子器件提供了新的候选材料体系。
2023-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Cationic Ordering and Microstructural Effects in the Ferromagnetic Perovskite La0.5Ba0.5CoO3: Impact upon Magnetotransport Properties
化学计量的钙钛矿型La0.5Ba0.5CoO3的合成和结构研究允许三种形式被隔离。除了无序的La_（0.5）Ba_（0.5）CoO_3和完全有序的层状LaBaCo_2 O_6外，还得到了第三种纳米级有序的LaBaCo_2 O_6。正如透射电子显微镜调查所证明的那样，后者由112型90度取向的领域在纳米尺度上相互配合，从而诱导大的应变和局部原子尺度的晶格畸变。这三种铁磁钙钛矿表现出几乎相同的Tc（174-179 K），但与其他相不同，纳米级有序的LaBaCo 2 O 6是硬铁磁体，Hc = 4.2 kOe，这是由于可以钉扎畴壁的应变，防止自旋在磁场中反转。这些相的磁输运性质表明，它们都表现出最大的本征磁电阻，在70 kOe下在Tc附近接近6- 7%，但由于晶界效应，有序相在低温下表现出高得多的隧道磁电阻效应，约为15%对4%。
2008-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of topological Weyl and nodal-ring states in ferromagnetic and ferrimagnetic double perovskites
磁性拓扑量子材料是由晶体学、磁学和拓扑学相互作用而产生的奇异的拓扑量子物理，具有重要的基础研究和技术应用价值。然而，有限的材料是实验上可用的，其中大部分是通过磁性杂质掺杂或异质结构构造来实现的。基于第一性原理计算，我们预测双钙钛矿结构的Ba2CdReO 6是一种铁磁拓扑半金属，而空间群为Fm-3m的亚铁磁双钙钛矿结构的Ba2FeMoO 6属于拓扑半金属.在Ba_2CdReO_6的费米能级附近发现了一对Weyl点和完全自旋极化的双环态。它的二维近似平坦的鼓面表面态是完全自旋极化的。而在Ba_2FeMoO_6中，在费米能级附近存在四对Weyl点和两个完全自旋极化的磁环。这些拓扑性质在自旋轨道耦合的存在下是稳定的。这使得这些材料成为研究新兴的有趣性质的合适平台，特别是对于自旋电子学，信息技术和拓扑超导性的应用。
2021-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Study of polycrystalline bulk Sr$_3$OsO$_6$ double-perovskite insulator: comparison with 1000 K ferromagnetic epitaxial films
在高温高压（1200 $^\circ$ C，6 GPa）条件下，通过固相反应合成了有序双钙钛矿绝缘体SrPDMATHABMM OsO $_6$多晶。的合成使我们能够进行比较研究的散装形式的Sr $_3$ OsO $_6$朝向揭示1000 K铁磁性的驱动机制，这是最近发现的外延生长的Sr $_3$ OsO $_6$薄膜。与薄膜不同的是，块体主要是反铁磁性而不是铁磁性。因此，只有当Sr $_3$ OsO $_6$受到界面的影响时，才会出现强的铁磁有序.在低温下（$<$ 17 K），比热容为39.6（9）× 10 $^{-3}$ J mol $^{-1}$ K $^{-2}$.这个值是非常高的，这表明在磁基态可能存在类似费米子的激发。虽然Sr $_3$ OsO $_6$的体相和薄膜相具有相同的晶格基和电绝缘状态，但它们的磁性却完全不同。
2020-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Hidden peculiar magnetic anisotropy at the interface in a ferromagnetic perovskite-oxide heterostructure
理解和控制铁磁薄膜的界面磁性对于自旋电子器件的应用是至关重要的。然而，使用传统的磁力测量法，很难将它们与体特性分开检测。在此，利用La0.6Sr0.4MnO3（LSMO）/LaAlO 3（LAO）/Nb掺杂SrTiO 3（001）单势垒异质结构中的隧穿各向异性磁电阻，我们揭示了在LSMO/LAO界面处沿[110]c方向存在一种特殊的双重磁各向异性（MA），这在体LSMO中是没有观察到的.该MA显示出未知的行为，即在LSMO中费米能级以下0.2 eV的能量处，易磁化轴旋转90°。我们把这种现象归因于在LSMO界面的eg和t2 g带之间的过渡。我们的发现和理解的MA的能量依赖性的方法证明了一种新的可能性，通过控制氧化物异质结构的能带结构的界面磁性能的有效控制。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of long-range ferromagnetic order and spin frustration effects in the double perovskite $La_2CoMnO_6$
本文对单相双钙钛矿$La_2CoMnO_6$的磁结构、动力学和相演化进行了全面的研究。通过X射线光电子能谱学证实了由于氧缺乏而导致的混合价态，并证实了在直流磁化中观察到的双铁磁转变。中子衍射表明，磁结构是由长程铁磁有序，这是进一步证实的临界指数分析的顺磁铁磁相变。通过线性和非线性交流磁化率的磁化动力学分析标志着两个不同的集群玻璃状的状态，出现在低温下的存在。利用等温熵变作为温度和磁场（H）的函数，研究了磁相在H-T相图上的稳定机制。在热能足够低的相图中，由于局部无序而导致的竞争相互作用区域变得稳定并显示玻璃状动力学。集群的冻结机制，说明使用一个独特的探头的横向磁化率，隔离的自旋集群的局部各向异性的影响。结果总结在一个新的H-T相图的$La_2CoMnO_6$揭示了第一次从这些数据。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
A study of singlet fission-halide perovskite interfaces
提高太阳能电池效率的方法是将低带隙半导体与单线态裂变材料（其在光激发后将一个高能量单线态转化为两个低能量三线态）组合。在这里，我们提出了一个单重态裂变分子和低带隙卤化物钙钛矿之间的界面的研究。我们简要地展示了一系列的实验筛选三重态转移到卤化物钙钛矿。然而，在所有情况下，三重态转移没有观察到。这促使我们更好地理解卤化物钙钛矿/单线态裂变界面进行第一性原理计算使用并四苯和碘化铯铅。我们发现，并四苯分子/薄膜优先取向平行/垂直于卤化物钙钛矿的表面，以类似的方式在其他无机半导体。我们提出的所有接口的形成能，这是显着不如散装并四苯，表明在接口处的弱相互作用。由于计算限制，不可能在整个界面处计算激子态，因此我们提出了并四苯和卤化物钙钛矿结构之间的高度推测性界面。在这些模型中，我们专注于正确复制并四苯的电子状态。我们发现，并四苯的单重态和三重态能量是可比的散装并四苯，和三重态是强烈本地化的一个单一的并四苯分子，即使在界面上。我们的工作提供了新的理解并四苯和卤化物钙钛矿之间的界面，探讨了在界面处建模激子的潜力，并开始解释直接将三重态提取到无机半导体中的困难。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Rashba-Dresselhaus Effect in Inorganic/Organic Lead Iodide Perovskite Interfaces
尽管太阳能电池效率至关重要，但钙钛矿太阳能电池与相邻载流子传输层之间界面处的有趣现象几乎没有被发现。在这里，我们表明，PbI $_2$ /Al封端的碘化铅钙钛矿（APbI $_3$ ; A=Cs $^+$ /甲基铵（MA））与石墨烯或TiO 2的电荷传输介质接口表现出相当大的/强大的Rashba-Dresselhaus（RD）效应使用密度泛函理论和从头算分子动力学（AIMD）模拟高于α相温度。在PbI $_2$封端的石墨烯/CsPbI 3（001）界面处，朝向石墨烯的铁电畸变促进反转破坏场。在MAI封端的TiO $_2$ /MAPbIPDMATHABMN（001）界面处，MAPDMATHABMO通过短强氢键和伴随的PbI $_3$畸变对TiO $_2$的定向排列保持了RD相互作用，甚至在330 K以上。即使在高温下，界面处的鲁棒RD效应也与本体不同，将直接型带改变为间接型带以抑制电子和空穴的复合，从而使这些积累的载流子克服钙钛矿和电荷转移材料之间的势垒，这提高了太阳能电池的效率。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
The interface between a polar perovskite oxide and silicon from monoatomic lines
以LaAlO_3为原型材料，研究了极性高k材料与Si（001）-（2X_1）重构表面的界面。的接口的建设是基于先前的生长的金属线，然后氧化，其稳定性对氧覆盖进行了研究。密度泛函理论框架内的电子结构计算有助于建立界面和理解其键合结构。此外，我们计算了1.9 eV的导带偏移，符合电子应用的要求。研究结果可为界面处理提供指导。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Coupling between tilts and charge carriers at polar-nonpolar perovskite interfaces
在钙钛矿界面产生二维电子气的极性不稳定性的唯象理论，由此扩展到包括耦合到钙钛矿倾斜。首先探讨了均匀倾斜的朗道理论，为进一步的，更现实的朗道-金兹伯格理论描述了整个薄膜不同的倾斜幅度设置场景。该理论也被推广到占的响应，施加的电场垂直的接口，这使得更精细的控制相变。传统上描述的单个金属-绝缘体转变的物理学通过耦合而大大丰富，该模型描述了具有一个或两个转变的各种场景，可能是连续的或不连续的。第一性原理计算允许对定义模型的参数进行估计，这些参数已经针对铝酸镧和钛酸锶之间的界面进行了计算。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization and functional properties of La3NiAlMnO9 and La3CoAlMnO9 magnetoelectric triple perovskites
采用脉冲激光沉积法在750-860 oC温度范围和100 - 900 mTorr O2压力范围内稳定了铁磁La 3 NiAlMnO 9（LNAMO）和La 3CoAlMnO 9（LCAMO）三钙钛矿薄膜。LCAMO和LNAMO薄膜分别在190 K和130 K以下具有铁磁性。这些薄膜的结构，光学和磁性的性质表明，B-位的3d-阳离子，铝，锰和钴或镍离子，是结构上的短程有序。在LCAMO的强自旋晶格极化耦合证明了温度依赖性的介电常数和软化的声子频率开始在附近的铁磁到顺磁相变模仿行为的La 2CoMnO 6双钙钛矿。
2009-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Topological insulator associated with quantum anomalous Hall phase in ferromagnetic perovskite superlattices
在以LaAlO 3和SrTiO 3为母体的过渡金属氧化物超晶格中，寻找与铁磁有序相关的、表现出反常量子霍尔效应的拓扑绝缘体。在所研究的各种超晶格中，（LaAlO 3）10/（LaOsO 3）2在自旋-轨道相互作用下表现出铁磁基态，其能隙具有拓扑非平凡性，横向电导率的研究表明，在不施加任何外部磁场的情况下，该系统在拓扑能隙内具有量子化的霍尔电导率.采用一个简单的海森堡铁磁性模型，估算了铁磁序参量和有序温度。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural response to O*-O' and magnetic transitions in orthorhombic perovskites
我们提出了一个依赖于温度的单晶X射线衍射研究的孪晶正交钙钛矿La 1-xCaxMnO 3，x=0.16和x=0.25。这些数据显示了从铁磁绝缘状态到铁磁金属状态的晶体结构的演变。的数据建模在空间群Pnma与孪生关系的基础上分布的b轴在三个垂直的立方轴。孪晶模型允许使用单晶X射线衍射数据在多达六个孪晶分数的存在下进行完整的结构测定。
2002-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional exchange bias coupling at perovskite/brownmillerite interface in spontaneously stabilized SrCoO3-δ/SrCoO2.5 bi-layer
复杂氧化物薄膜异质结构中的界面效应是当前设计技术相关功能和探索涌现物理现象的研究前沿。虽然大多数以前的工作集中在钙钛矿/钙钛矿异质结构，钙钛矿/brownmillerite界面的研究仍然处于起步阶段。本文研究了TN > TC的自发稳定的钙钛矿-铁磁体（SrCoO 3-δ）/棕钙钛矿-反铁磁体（SrCoO 2. 5）双层膜，发现了非常规的界面磁交换偏置效应。从磁力调查，它是合理的，所观察到的效果源于界面铁磁/反铁磁耦合。排除了铁磁体/玻璃纤维耦合界面产生这种效应的可能性。值得注意的是，有限的矫顽场持续在顺磁状态的SrCoO 3-δ，而交换偏置场消失在TC。我们推测观察到的效果是由于有效的外部淬火交错场提供的反铁磁层的铁磁自旋在界面上。我们的研究结果不仅揭示了一个新的范例，定制的界面磁性氧化物异质结构，而不改变界面处的阳离子，但也提供了一个范围，深入到交换偏置的基本方面，在这种不寻常的系统铺平了一大步，在薄膜磁性。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Distinguishing Carrier Transport and Interfacial Recombination at Perovskite-Transport Layer Interfaces Using Ultrafast Spectroscopy and Numerical Simulation
本文利用超快太赫兹光谱、光学测量和数值模拟，研究钙钛矿与C60、PCBM、Spiro-OMeTAD三种传输层界面的载流子提取与复合，确定了提取速度和双极扩散系数，并据此提出改进器件性能的明确方向。
2024-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Mott-Insulating State in Double Perovskites Gd2MgIrO6
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了双钙钛矿结构Gd 2 MgIrO 6的电子和磁性。基于密度泛函理论计算，发现Gd_2 MgIrO_6具有铁磁（FM）基态.由于Gd-4f和Ir-5d态的强关联，材料经历了半金属铁磁体到Mott-Hubbard绝缘体的转变。结果表明，Ir的5d电子与费米能级附近的O-2 p态发生强烈的杂化，从而形成Gd 2 MgIrO 6的绝缘态.我们的研究表明，增强的磁矩是巡回交换的结果，而不是涉及个别离子的Gd和Ir原子的交换相互作用。在本研究中计算的Gd 2 MgIrO 6的总磁矩为15 μB/公式单位。
2016-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Equivalent circuit representation of hysteresis in solar cells that considers interface charge accumulation: Potential cause of hysteresis in perovskite solar cells
如果电荷载流子在太阳能电池的电荷传输层中累积，则源自这些累积电荷的电场的瞬态响应导致电流-电压（$J$ - $V$）特性的滞后。虽然这种机制以前是已知的，但迄今为止尚未考虑解释这些$J$ - $V$特性的理论模型。我们推导出一个等效电路从建议的磁滞机制。通过求解等效电路模型，我们能够再现钙钛矿太阳能电池中的一些滞后特性。
2016-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Interface properties of CsPbBr$_3$ /CsPbI$_3$ perovskite heterostructure for solar cell
通过第一性原理计算研究了钙钛矿型异质结构CsPbBr $_3$ /CsPbI $_3$的界面性质。结构界面由Cs-Br和Cs-I键合而成，键长分别为$\sim$ 4.106和3.922 nm。Goldsmith容差因子从$t<0.8$到$0.8<t<1$范围内的上移被揭示为双层界面，从体，反映了结构重排从各向异性到各向同性的限制。带隙的产生主要是由于I-5 p轨道与价带上的Br-4 p和导带上的Pb-6 p轨道的能量差异造成的。较重的卤化物在原始单层组分的吸收光谱中显示出红移。对于双层几何形状，碘的贡献比溴的贡献更多，并且下面的界面性质可能对太阳能电池器件应用有用。
2022-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Electrical Properties of Ordered 112-type Perovskite LnBaCoMnO5+δ(Ln = Nd, Eu)
对LnBaCoMnO_（5 +δ）（Ln = Nd，Eu）型缺氧112型有序氧化物的研究表明，与LnBaCo_（2 O）_（5 +δ）型钴酸盐相比，它们在低温下具有某些不寻常的磁性。我们观察到锰取代钴抑制了铁磁态，并诱导了强的反铁磁相互作用。重要的是，NdBaCoMnO5.9描绘了一个明确的顺磁反铁磁型转变约220 K，而EuBaCoMnO5.7观察到一个不寻常的磁性行为低于177 K，其中包括嵌入在反铁磁矩阵的铁磁区域。Co/Mn的两种晶位及其混合价态的存在有利于铁磁相互作用，而反铁磁性则来源于Co ~（3+）-O-Co ~（3+）和Mn ~（4+）-O-Mn ~（4+）相互作用。与母体化合物不同，本Mn取代相在75- 400 K温度范围内不表现出显著的磁电阻效应。
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of highly polar BiFeO$_3$-like structure: a new interface design route for enhanced ferroelectricity in artificial perovskite superlattices
在ABO 3钙钛矿中，氧八面体旋转是常见的结构扭曲，可以促进具有R3 c结构的BiFeO 3中的大铁电性[1]，但抑制具有Pbnm对称性的CaTiO 3中的铁电性[2]。对于许多类CaTiO 3钙钛矿，BiFeO 3结构是亚稳相。在这里，我们报告的高极性BiFeO 3-类相的钛酸钡在SrTiO 3衬底上生长的BaTiO 3/CaTiO 3超晶格的稳定。的稳定是通过重建的氧八面体的旋转在界面处的非极性散装CaTiO 3的图案的BiFeO 3相的特征是一个不同的模式。通过结合振幅对比度次0.1nm高分辨率透射电子显微镜和第一性原理理论的结构，能量学和极化的超晶格及其组成部分的重建解释。我们进一步预测了一些新的人工铁电材料，证明非极性钙钛矿可以通过这种界面机制变成铁电体。因此，大量具有CaTiO 3结构类型的钙钛矿，包括许多磁性代表，现在是新型高极性多铁性材料的良好候选者[3]。
2016-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure at the Perovskite Rubrene Interface: The Effect of Surface Termination
本研究利用密度泛函理论和 GW 理论探究了不同表面终止对 MAPbI$_3$/rubrene 界面电子结构的影响，发现 PbI$_2$ 终止的钙钛矿表面能促进空穴转移，凸显了表面终止在界面性能中的关键作用。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Phenothiazine-Based Self-Assembled Monolayer with Thiophene Head Groups Minimizes Buried Interface Losses in Tin Perovskite Solar Cells
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林赫尔姆霍兹材料能源中心）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；University of Bielefeld（比勒费尔德大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Kaunas University of Technology（考纳斯理工大学）；Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)（意大利理工学院）
本研究设计合成了一种新型自组装单分子层形成分子Th-2EPT，优化配位强度和晶格匹配，提升埋藏界面质量并抑制非辐射重组，实现首个超越PEDOT的锡钙钛矿太阳能电池，效率达8.2%。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
A high-mobility two-dimensional electron gas at the heteroepitaxial spinel/perovskite complex oxide interface of γ-Al2O3/SrTiO3
在两种绝缘钙钛矿型氧化物（如LaAlO 3和SrTiO 3）之间的异质界面处发现二维电子气（2DEG）为新一代全氧化物电子和光子器件提供了机会。然而，界面电子迁移率的显着改善超过约1,000 cm 2 V-1 s-1（在低温下）的电流值，仍然是一个关键的挑战，基础以及应用研究的复合氧化物。在这里，我们提出了一种新的类型的二维电子气之间的异质界面SrTiO 3和尖晶石γ-Al 2 O 3外延膜具有良好的质量和兼容的氧离子亚晶格。该尖晶石/钙钛矿氧化物异质界面具有比钙钛矿/钙钛矿氧化物界面高一个数量级以上的电子迁移率，并表现出明确的二维导电特性，如通过观察量子磁阻振荡所揭示的。此外，我们发现，尖晶石/钙钛矿2DEG的结果从界面稳定的氧空位，并被限制在一个层内的0.9 nm的异质界面附近。我们的研究结果为复杂氧化物介观物理的研究和高迁移率全氧化物电子器件的设计铺平了道路。
2013-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Atomic scale model and electronic structure of Cu$_2$O/CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ interfaces in perovskite solar cells
氧化亚铜已被认为是混合卤化物钙钛矿基太阳能电池中传统有机空穴传输层的潜在替代物。器件模拟预测使用这种半导体的记录效率，但实验结果还没有显示出这种趋势。关于Cu $_2$ O/钙钛矿界面的更详细的知识对于提高光转换效率是强制性的。使用密度泛函理论计算，在这里，我们研究了CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$与Cu $_2$ O的界面，以评估它们对器件性能的影响。考虑到界面原子平面的不同组成，首次提出了几种界面的原子模型。界面的电子性质的最佳理论情况的基础上进行了讨论，但在连接的实验实现和设备模拟。结果表明，在Cu $_2$ O终止平面的空位的形成是必不可少的，以消除悬挂键和陷阱状态。满足这一条件的四个界面模型呈现出有利于光伏转换的能带排列。还研究了界面的粘附能和电荷转移。在PbI $_2$原子平面中的CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$的终止对于最大化光转换效率似乎是最佳的。
2020-09-24 cond-mat.mtrl-sci
2DEGs at perovskite interfaces between KTaO3 or KNbO3 and stannates
我们报告KTaO3或KNbO3和CaSnO3或ZnSnO3之间的富电子界面的密度泛函研究，特别是可以形成的界面电子气的性质。我们发现，取决于细节，这些可能会发生在过渡金属或锡酸盐的界面侧，在后一种情况下，可以从界面的铁电性转移。我们还提出了散装KNbO3，KTaO3，CaSnO3，BaSnO3和ZnSnO3的计算，显示不同的传输和光学性能，可以预期在这样的接口的两侧。结果表明，这些接口可能会显示出广泛的行为取决于条件，特别是与铁电性的相互作用表明，这些属性的电气控制可能是可能的。
2014-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-driven atomic rearrangement at a brownmillerite-perovskite interface
氧化物异质结构的许多最新进展都归因于在原子定义良好的界面处的自旋、电荷、晶格和轨道序参量的修改。然而，由具有不同晶体对称性的材料组成的界面的结构、化学和静电演化的细节仍有待了解。在这项工作中，我们已经绘制出两种不同的材料，钙钛矿SrTiO 3和brownmillerite SrCoO 2. 5，使用高分辨率扫描透射电子显微镜和几何相分析的原子的界面连接。我们观察到独特的对称性失配驱动的原子位移仅限于前几个原子层，这可以严重改变系统的性质。SrCoO2.5由于其开放的骨架结构而成为一种很有前途的能源材料，因此在原子水平上对界面结构的进一步理解可以导致新型氧化物异质结构的合理设计。
2015-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Phase Competition in Ln0.5a0.5mno3 Perovskites
生长系统Pr0.5（Ca 1-xSrx）0.5MnO3、（Pr 1-yYy）0.5（Ca 1-xSrx）0.5MnO3和Sm0.5Sr0.5MnO3的单晶，以提供具有固定比率Mn（III）/Mn（IV）=1的一系列样品，所述样品具有跨越MnO 3阵列的从局部电子行为到巡回电子行为的转变的几何公差因子。一个独特的铁磁相出现在临界容差因子TC= 0.975，分离的电荷有序和局域电子的行为为<tc from itinerant or molecular-orbital behavior for t>TC。这种铁磁相必须与稳定在公差因子t>tc的铁磁金属相区分开，它将两种可区分的CE型反铁磁相分离开，这两种反铁磁相是变磁性的。在稍低于tc的组合物t上进行流体静压下的传输性质的测量，以比较化学压力与流体静压对在t=tc附近彼此竞争的相的影响。
2002-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Structure-property relationships for weak-ferromagnetic perovskites
本文综述简单理论模型，以定量刻画稀土正铁氧体中 FeO$_6$ 八面体形变/旋转与磁性、磁弹性及光学性质之间的结构-性质关系。
2024-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Material chemical composition impacts on the band alignments: preliminary results on the 3D/2D perovskite interfaces
EDF R&D, Department SYSTEME, EDF Lab Paris-Saclay（法国电力集团研发部，系统部门，巴黎萨克雷法国电力实验室）
本研究通过第一性原理模拟，探究2D/3D钙钛矿界面的能带排列，发现功函数和能带偏移受表面化学和终止面显著影响，为钙钛矿稳定性优化提供理论依据。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Negative-pressure-induced helimagnetism in ferromagnetic cubic perovskites Sr$_{1-x}$Ba$_{x}$CoO$_{3}$
螺旋磁性材料被认为是新型自旋电子学应用的前景。由于螺旋自旋顺序表现为竞争性磁交换相互作用的折衷，其出现受到晶格和相互作用几何形状所施加的独特约束的限制，例如具有大正交畸变的多铁性钙钛矿锰氧化物。在这里，我们表明，一个简单的立方钙钛矿SrCoO $_3$与室温铁磁性有可能主机helmagnetic顺序各向同性晶格膨胀。增加Sr $_{1-x}$ Ba $_x$ CoO $_3$中的Ba含量$x$连续地扩展立方晶格，最终抑制$x$ =0.4附近的铁磁有序，其中通过中子衍射测量观察到螺旋磁相关性作为无公度扩散磁散射。helimagnetism的出现是半定量再现的第一性原理计算，导致推测，一个简单的立方晶格与强大的$d$ - $p$杂化可以表现出各种各样的新的磁相来自竞争交换相互作用。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stabilization of interfaces for double-cation halide perovskites with AVA2FAPb2I7 additives
本研究通过引入AVA2FAPb2I7添加剂稳定CsFAPbI3钙钛矿异质结构，抑制热循环相变和界面腐蚀，提升器件稳定性。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Lattice matched heterogeneous nucleation eliminate defective buried interface in halide perovskites
本研究通过分子动力学模拟发现，钙钛矿在常用氧化物界面异质外延结晶会产生掩埋界面缺陷，而晶格匹配界面可实现其外延有序生长、避免缺陷，为制备高效稳定的钙钛矿器件提供指导。
2024-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Monitoring charge separation of individual cells in perovskite/silicon tandems via transient surface photovoltage spectroscopy
本文利用强度和波长依赖的瞬态表面光电压技术，通过调节光子能量和底电池极性，实现了对钙钛矿/硅串联太阳能电池中各埋藏界面电荷分离与提取过程的单独探测，展现出优于传统光致发光方法的独特潜力。
2025-04-25 cond-mat.mtrl-sci
New room temperature multiferroics on the base of single-phase nanostructured perovskites
纳米结构的Pb（Fe 1/2 Ta 1/2）x（Zr 1/2 Ti 1/2）1-xO 3（PFTx-PZT（1-x））和Pb（Fe 1/2Nb 1/2）x（Zr 1/2 Ti 1/2）1-xO 3（PFNx-PZT（1-x））在高于100 K的温度下具有有趣的铁磁、铁电和磁电性质的理论描述至今还不存在。本工作的目标是提出上述性能的物理性质和机制的理论描述，包括室温铁磁性，相图依赖于组分x，特别注意在室温下的多铁性，包括磁电系数的异常大值。比较发达的理论与实验建立顺电，铁电，顺磁，反铁磁，铁磁和磁电相之间的边界，以及由磁场铁电畴开关的特性进行和讨论。实验建立的PFN，PFT和PFN与PbTiO 3（PFNx-PT（1-x））的固溶体中的铁磁相的情况下，所提出的理论的框架进行了解释。
2014-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Colossal magnetoresistance in the insulating ferromagnetic double perovskites Tl$_2$NiMnO$_6$: A neutron diffraction study
在双钙钛矿家族中，迄今为止仅在半金属亚铁磁体中观察到巨磁阻（CMR），例如已知情况Sr $_2$ FeMoO $_6$，其中巨磁阻归因于半金属性质而在晶界处的隧穿MR。本文报道了一种新材料--Tl $_2$ NiMnO $_6$，它是一种通过高压高温合成而稳定的相对有序的双钙钛矿结构，在居里温度附近显示出CMR。我们用中子衍射实验和电子结构计算解释了这种效应的起源，揭示了这种材料是铁磁绝缘体。因此，有序的T1 $_2$ NiMnO $_6$（~70%的Ni $^{2+}$ /Mn $^{4+}$阳离子有序）代表铁磁绝缘双钙钛矿的第一次实现，显示CMR。结构和磁性之间的关系的研究，使我们能够澄清自旋玻璃行为的性质在无序的Tl $_2$ NiMnO $_6$（~31%的阳离子有序），这是有关的反位缺陷的集群和与短程自旋关联。我们的研究结果突出了阳离子有序在建立长程磁性基态中的关键作用，并为开发双钙钛矿中的先进磁性材料奠定了新的途径。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Effects of Magnetovolume and Spin-orbit Coupling in the Ferromagnetic Cubic Perovskite BaRuO3
通过改变烧结压力合成了具有五种不同晶体结构的BaRuO 3。与其他相相反，最近合成的立方钙钛矿相显示出巡游铁磁特性。我们使用第一性原理计算研究了这种铁磁BaRuO 3。在费米能附近出现了一些范霍夫奇异性，引起了$ΔM/Δa$ ~ 4.3 $μ_B$ /μ s的异常高的磁体积效应以及Stoner不稳定性[IN（0）~ 1.2]。在优化的晶格参数α下，磁矩M在局域自旋密度近似下为1.01 $μ_B$。当自旋-轨道耦合被包括在内时，一些费米表面的拓扑结构被改变，并且净矩被减少10%，其值非常接近于实验观察到的值~ 0.8 $μ_B$。我们的研究结果表明，这种铁磁性是由斯通纳不稳定性引起的，但p-d杂化，磁体积和自旋轨道耦合的综合效应决定了净力矩。此外，我们简要地讨论了紧束缚Wannier函数技术的结果。
2013-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of ferromagnetism by Co and Ni substitution in the perovskite LaBiMn2O6+d
在钙钛矿型LaBiMn_2 O_6 +d_i中实现了钴和镍对锰的替代，得到了钙钛矿型LaBiMn_2-x（M）_xO_6 +d，其中M = Co，Ni，x =0-2/3。与文献相反，这些相被发现是正交的Pnma对称性。更重要的是，它表明，铁磁性增强，TC从80 K的母体化合物（x = 0）增加到97 K的Ni相，和130 K的Co相。此外，铁磁性和玻璃铁磁性状态的情况下，镍或自旋玻璃行为的情况下，钴之间的竞争很强。这些现象被解释在一个相分离的情况下，其中铁磁性Mn 4 +/Ni 2+和Mn 4 +/Co 2+的相互作用加强Mn 3 +/Mn 4+的相互作用的框架。发现这些化合物是绝缘的，具有相对大的热电功率正值。
2008-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic interfaces composed of d0 perovskites oxides
我们采用传统的密度泛函理论和先进的密度泛函理论HSE 06研究了KTaO 3/PbTiO 3界面的电子、铁电和磁性。我们发现，掺杂的价带中的空穴或导带中的电子引起的界面处的铁磁性。铁磁态是空穴掺杂（p型）和电子掺杂（n型）界面的基态，与它们相应的铁磁态和反铁磁态相比。载流子（空穴或电子）集中在界面附近以屏蔽极化电荷，因此载流子浓度随铁电极化而变化。此外，界面磁化，这是几乎成正比的载流子浓度，可以通过铁电极化反转调谐，导致在原来的KTaO 3和PbTiO 3的界面强的本征磁电效应。有趣的是，通过外加电场调谐的铁磁-铁磁转变可以在p型界面处实现。这表明了一种具有启发性的方法，超越传统的单相多铁性和多相多铁性，如铁电/铁磁异质结构的多铁性材料。KTaO_3/PbTiO_3界面在未来的多铁性器件中有着广阔的应用前景。
2014-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Magnetic and Electron Transport Properties of Ordered-Disordered Perovskite Cobaltites
稀土钙钛矿型钴酸盐具有丰富的物理和化学性质，在相同的组成下具有有序-无序结构，因此越来越被认为是重要的材料。除了类似锰氧化物的巨磁电阻效应外，不同形态的钴氧化物还表现出自旋、电荷和轨道有序、电子相分离、绝缘体-金属转变、低温下的大热电功率等有趣的现象。此外，钴酸盐的庞磁电阻效应可以用作磁数据存储的读头，也可以根据其特殊的性能在其他应用中使用。A位有序无序钴酸盐表现出铁磁性和金属-绝缘体转变以及其他性质取决于组成，A位阳离子的大小和各种外部因素，如压力，温度，磁场等有序钴酸盐，具有112型层状结构，也被报道有一个有效的更强的电子耦合由于分层A位阳离子有序。本文重点研究了La-Ba-Co-O系有序-无序钙钛矿相，该相表现出有趣的磁性和电子输运性质，具有铁磁转变，TC ~ 177 K，是镧系的第一个成员。Zener双交换机制被认为是理解铁磁金属相基本物理的关键，但不能清楚地解释绝缘型相。本文从电子输运的角度出发，用不同的跳跃模型讨论了铁磁-金属态或绝缘/半导体态。
2010-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic entropy change and critical exponents in double perovskite Y2NiMnO6
本文报道了双钙钛矿锰氧化物Y_2NiMnO_6的磁熵变和临界指数，其铁磁-顺磁转变温度为85 K。当磁场变化为80 kOe时，在TC附近记录到最大磁熵变-6.57 J /kg K。相应的相对冷却功率（134 J / kg）对于作为磁制冷剂的潜在应用是可观的。临界指数，β和γ满足以及三维海森堡铁磁体导出的值。
2014-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Intriguing Magnetoelectric Effect in Two-dimensional Ferromagnetic/Perovskite Oxide Ferroelectric Heterostructure
二维磁体在自旋电子学中有着广阔的应用前景，但如何在小电场下对其进行有效控制仍是一个难题。在这里，我们提出，二维磁体可以有效地控制在由二维磁性材料和钙钛矿氧化物铁电体（POF）组成的多铁性异质结构中，其电介质的极化在小电场下容易翻转。我们用第一性原理计算说明了这种方法在CrI 3/BiFeO 3（001）双层异质结中的可行性。与传统的POF多铁性异质结构具有较强的界面相互作用不同，我们发现CrI 3与BiFeO 3（001）之间的界面相互作用是范德华型的。然而，异质结构具有特别强的磁电耦合，其中双层CrI 3可以通过BiFeO 3（001）的极化状态在铁磁和反铁磁类型之间有效地切换。我们还发现电子掺杂和外加电场对CrI 3的层间交换耦合相互作用的竞争效应，这是导致磁性相变的原因。我们的研究结果提供了一个新的途径，二维磁铁与小电场的调谐。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Sub-picosecond Hole Injection from Lead Halide Perovskite by Differential Transient Transmission Spectroscopy
在钙钛矿和载流子传输层之间的界面处的有效电荷分离对于钙钛矿太阳能电池实现高功率转换效率至关重要。利用泵浦-探测透射测量方法，系统地研究了MAPbI $_3$钙钛矿到三种典型空穴传输材料PEDOT：PSS、PTAA和NiO $_x$的空穴注入动力学.我们只在MAPbI $_3$ /HTM界面附近或背面附近进行光激发，并测量两种激发配置之间的差分瞬态传输，以提取与空穴注入直接相关的载流子动力学。差分传输信号直接监测分别在1和2 ps内完成的对PTAA和PEDOT：PSS的空穴注入，以及对NiO $_x$的空穴注入，其表现出40 ps时间尺度的附加缓慢过程。所获得的注入动力学进行了讨论，在比较与器件性能的太阳能电池含有相同的MAPbI $_3$ /HTM接口。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Wavelength-Dependent Photoluminescence Mapping of Depth-Dependent Degradation Under Thermal Stress in Phenethylammonium Tetrafluoroborate Treated Perovskite Solar Cells
University of Washington（华盛顿大学）
本研究利用多波长激发光致发光无损区分钙钛矿太阳能电池中界面与体相复合损失，发现PEABF4处理钝化ETL界面但加速热老化降解，为老化研究提供深度敏感分析框架。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Interface Engineering in Hybrid Iodide CH3NH3PbI3 Perovskite Using Lewis Base and Graphene towards High Performance Solar Cells
通过先进的界面工程技术，超导太阳能电池实现了实质性的突破。报告强调，将混合钙钛矿与路易斯碱和石墨烯组合可以提高性能;其潜在机制尚未完全理解。在这里，我们使用密度泛函理论，我们表明，在形成的CH 3 NH3 PbI 3与三种不同的路易斯碱分子和石墨烯的界面，与S-供体硫脲和硫代乙酰胺的结合强度高于与O-供体二甲基亚砜，而从S-供体O-供体的界面偶极和功函数的减少趋于增加。此外，通过对CH_3NH_3PbI_3（110）表面缺陷形成的分析，我们提供了S-施主钙钛矿界面深陷阱态消除的证据，并通过估算碘原子迁移的激活势垒，提供了稳定性增强的证据。这些理论预测与使用硫脲制备的钙钛矿中的性能增强的实验观察一致。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells via MultiFunctional Curcumin Modified Buried Interface
本文提出用姜黄素修饰SnO2与钙钛矿层之间的埋底界面，通过钝化双侧缺陷和优化能级排列提升载流子传输，最终将器件效率从22.03%提升至24.46%，为高效稳定钙钛矿太阳能电池提供了简单绿色的界面修饰策略。
2024-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiferroicity and hydrogen-bond ordering in (C2H5NH3)2CuCl4 featuring dominant ferromagnetic interactions
我们证明，乙基铵氯化铜，（C2 H5 NH3）2CuCl 4，混合钙钛矿家族的成员是一个电极性和磁性的化合物与周围的居里点（247 K）的介电异常。我们已经发现，在此点以下的大的自发电极化的强度伴随着样品中的颜色变化。该系统也是铁电的，具有与经典铁电化合物相当的大剩余极化（37μC/cm 2）。这些结果归因于有机链的氢键有序。铁电性和占主导地位的铁磁相互作用的共存允许将样品与一组罕见的磁性多铁性化合物相关联。在这种混合钙钛矿中，容易调节的有机结构单元与3d过渡金属层结合的潜在氢键为设计多功能多铁性材料提供了一条新兴的途径。
2010-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Tuning ferromagnetism at interfaces between insulating perovskite oxides
我们用密度泛函理论计算表明，|绝缘钙钛矿氧化物之间的SrTiO 3界面在满足巡回铁磁性的Stoner准则方面处于临界状态，并探索其他氧化物组合以更充分地满足它。LaScO3的较大晶格参数|BaTiO3界面被发现是不利的比更大的界面变形的LaAlO3| CaTiO 3。与LaAlO3相比|SrTiO 3，后者被预测表现出强大的磁性与更大的饱和力矩和更高的居里温度。我们的结果支持了超导和铁磁性共存的“两相”图景。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant 1/f noise in perovskite manganites: evidence of the percolation threshold
我们发现了一个前所未有的幅度的1/f噪声居里温度Tc附近的低Tc锰氧化物。1/f噪声和电阻的标度行为为多晶样品中铁磁转变的逾渗性质提供了强有力的证据。单晶的电阻随温度的阶梯状变化表明，铁磁畴的大小取决于微晶的大小。
1999-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploring the structural , electronic and magnetic properties of cation ordered 3d-5d double perovskite Bi$_2$FeReO$_6$ and Bi$_2$FeIrO$_6$ thin-films from first-principles
我们报道了Bi基3 $d$-5 $d$有序双钙钛矿氧化物（A $_2$ BB $^\prime$ O $_6$）的第一性原理研究，其中3 $d$原子（Fe）在B位，5 $d$原子（Re，Ir）在B $^\prime$位，同时保持高度可极化离子（Bi $^{3+}$）在A位。我们发现，在共格异质外延下，Bi $_2$ FeReO $_6$ }表现出应变驱动的反铁磁绝缘体到亚铁磁半金属的转变，而Bi $_2$ FeIrO $_6$表现出关联驱动的铁磁绝缘体到亚铁磁半金属的转变，计算的磁矩为5 $μ_B$ /f. u.和3 $μ_B$ /f.u.，分别这些性质以及绝缘相中的低带隙使得化合物对自旋电子学应用有吸引力。此外，在Bi $_2$ FeIrO $_6$中，导电和价态位于不同的过渡金属亚晶格上，这意味着在光激发时更有效的电子-空穴分离，这是光伏应用的期望特征。
2019-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Control of the structural and magnetic properties of perovskite oxide ultrathin films through the substrate symmetry effect
过氧过渡金属氧化物是角共享八面体的网络，已知其倾斜和扭曲会影响其电子和磁性。我们报告的模型界面结构，以避免化学影响的计算表明，对称性失配施加的界面层的扭曲模式，不存在于任何散装材料，创造新的界面特性驱动的对称性。根据八面体对变形的抵抗力，界面层可以小到一个晶胞，或者深入薄膜。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Protective Coating Interfaces for perovskite Solar Cell Materials: A first Principles Study
卤化物钙钛矿的保护对于基于涌现钙钛矿的光电技术的性能和稳定性是重要的。在这项工作中，我们调查了潜在的无机保护涂层材料ZnO，SrZrO 3，和ZrO 2的CsPbI 3钙钛矿。最佳的接口注册表识别贝叶斯优化。然后，我们使用半局域密度泛函理论（DFT），以确定在每种涂层材料的界面处的原子结构与清洁CsI终止的表面和三个重建的表面模型添加PbI 2和CsI配合物。对于最终的结构，我们探讨了在界面上的混合DFT计算的水平对齐。我们的分析表明，在涂层-衬底界面的水平对齐没有有害的中间带隙状态，但衬底依赖的价带和导带偏移。当ZnO和SrZrO 3作为CsPbI 3上的绝缘体时，ZrO 2可能适合作为电子输运层并具有合适的界面工程。
2022-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mean field theory for double-perovskites
提出了一种考虑巡游电子自旋与局域自旋耦合的双钙钛矿模型的平均场近似。与以前报道的理论结果一样，与实验观察相反，临界温度在大电子密度下被抑制。一个有效的海森堡模型揭示了这种差异的原因：简并反铁磁和铁磁通道之间的竞争。这种简并性可以通过包含一个哈伯德型U项来打破。因此，建议电子相关效应需要纳入极小模型的双钙钛矿，以解释增加铁磁临界温度与电子掺杂的实验观察。
2006-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual Exchange Bias Associated with Phase Separation in Perovskite Cobaltites
我们报告的观察不寻常的交换偏置现象，在掺杂的钙钛矿钴酸盐La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}（x = 0.15，0.18，和0.30），其中一个自发的相分离成嵌入在一个非铁磁基质的铁磁簇发生。当La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}样品在静态磁场中冷却通过冻结温度时，磁化磁滞回线表现出交换偏置，即，环移动到负磁场并且磁化变得不对称。当测量磁场足够大时，交换偏置消失。这些结果表明，在自发相分离系统中的本征相不均匀性可能会导致场冷却后的界面交换各向异性。强磁场中交换偏置的减小归因于铁磁区随磁场增大而扩展。
2005-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoparticulate Metal Oxide Top Electrode Interface Modification Improves the Thermal Stability of Inverted Perovskite Photovoltaics
通过溶剂热胶体合成结合配体交换法制备的溶液处理的γ-Fe 2 O3纳米颗粒用于倒置钙钛矿太阳能电池的顶电极界面修饰。与更传统的顶部电极如PC（70）BM/Al和PC（70）BM/AZO/Al相比，我们表明，γ-Fe 2 O3的掺入提供了替代的溶液处理的顶部电极（PC（70）BM/γ-Fe 2 O3/Al），其不仅导致相当的功率转换效率，而且还改善了倒置钙钛矿光致发光材料的热稳定性。采用PC（70）BM/ γ-Fe_2O_3/Al的倒置钙钛矿太阳能电池在加速热寿命条件下稳定性提高的原因是γ-Fe_2O_3的酸性表面性质和PC（70）BM/ γ-Fe_2O_3/Al顶部电极界面内电荷捕获密度的降低。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
