Structural Motif Selection in Fluorinated Metal-Organic Chalcogenides Driven by Ligand Electrostatics
University of Houston（休斯顿大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；AGC Inc.（AGC株式会社）
研究通过理论计算揭示配体静电作用如何调控金属有机硫化物的结构模体选择，发现配体间相互作用是决定结构模体的关键因素。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Dye-Sensitized Ternary Copper Chalcogenide Nanocrystals: Optoelectronic Properties, Air Stability and Photosensitivity
我们报告的铜硫硒化物以及硒化铜纳米晶体与有机π系统钴β-四氨基酞菁的配体交换的效果，并分析这些混合材料的薄膜的结构，光学和电学性质的变化。紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱表明配体与纳米晶表面有很强的相互作用。掠入射小角度X射线散射研究表明，在配体交换后，粒子间距离显着收缩。对于缺铜的硒化铜，这种收缩对电传输的影响可以忽略不计，而对于缺铜的硫化硒化铜，电导率增加了8个数量级，并导致类似金属的温度依赖性传输。我们讨论了这些差异，在光的电子与离子传输在两种材料中的不同贡献，并强调其在环境条件下的传输性能的稳定性的影响。与光电流测量，我们证明了高的光响应度为200-400 A W-1的酞菁封端的硫化硒化铜，并强调在这方面的有机π-系统，作为一个电子连接器和光敏剂在同一时间的有益作用。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Topological spin textures in 2D altermagnetic chromium chalcogenides: Interplay between magnetic frustration and Dzyaloshinskii-Moriya interaction
Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Zhejiang Sci-Tech University（浙江量子态调控与光场操控重点实验室）
本研究通过第一性原理和自旋模拟，揭示二维交错磁体Cr2X2和Janus Cr2XY中磁阻挫与DMI的协同及竞争机制，为设计拓扑自旋织构提供通用框架。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Multi-layered chalcogenides with potential for magnetism and superconductivity
层状铊铜硫族化物可以形成由Tl片隔开的单层、双层或三层Cu-Cu。本文报道了TlCu_2Se_2、TlCu_4S_3、TlCu_4Se_3和TlCu_6S_4等铊基材料的制备和性质，并与A = Ba、K、Rb和Cs，Ch = S、Se的层状材料ACu_（2nChn +1）的报道进行了比较。考虑到通过Cu 3d的层间和层内交换相互作用的可能性，这些材料没有长程磁性是相当令人惊讶的，我们通过磁化率测量并通过中子衍射确认。第一原理密度泛函理论计算的单层TlCu 2Se 2（同构的122铁基超导体）和双层TlCu 4Se 3表明缺乏费米能级的光谱权重，需要驱动磁或超导不稳定性。电子结构计算表明，具有Fe的多个结构层具有磁性的可能性要大得多。
2016-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Van der Waals Stacking Induced Topological Phase Transition in Layered Ternary Transition Metal Chalcogenides
具有非平凡电子和光子带拓扑结构的新型材料对于实现具有低功耗和散热的新型器件以及无退相干的量子计算至关重要。利用第一性原理方法，我们预测了一类三元过渡金属硫族化合物（TTMC）MM'Te $_4$具有双重拓扑特性：二维单层中的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体和三维非中心对称晶体中的拓扑Weyl半金属.值得注意的是，我们发现可以创建和湮灭Weyl费米子，并实现之间的过渡类型-I和类型-II的Weyl费米子通过调整vdW层间距。我们的计算表明，它们具有良好的热力学稳定性和弱的层间结合，这意味着它们的实验合成，直接剥离和vdW异质堆积的巨大潜力。此外，它们的三元性质将通过控制不同的化学计量比和价电荷来提供更多的电子结构可调性。我们的发现为实现QSH效应和探索拓扑相变提供了理想的材料平台，并将为二维材料和拓扑材料的研究开辟多种新的机会。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity mediated by the antiferromagnetic spin-wave in chalcogenide iron-base superconductors
K $_{0.8+x}$ Fe $_{1.6+y}$ Se $_2$等铁基硒化物超导体的基态都是掺杂反铁磁半导体。在这些材料中，存在定义明确的铁局域矩，其能量与传导电子的能量通过大的带隙分开。我们建议，该系统的低能物理是由一个模型的相互作用的电子与现场铁磁交换相互作用和站点间的超交换相互作用的哈密顿量。我们在线性自旋波近似下导出了电子的有效配对势，并证明了这些材料中的超导性可以通过介导相干自旋波激发来驱动。我们的工作为中子散射和其他实验观察到的超导和反铁磁长程序共存提供了一个自然的解释。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Elastic, electronic, optical and thermoelectric properties of K2Cu2GeS4: a new chalcogenide material
我们报告的第一性原理研究的结构，弹性，电子，光学和热电性能的新合成的K2 Cu 2GeS 4。结构参数与实验结果吻合较好。计算了K_2Cu_2GeS_4单晶的弹性常数（Cij），发现K_2Cu_2GeS_4是机械稳定的。多晶弹性常数的分析表明，该化合物预计是软的性质。Pugh比和泊松比的值表明，该化合物位于韧性/脆性行为的边界线。化学键主要是离子键，原子间力是自然界的中心，化合物是机械各向异性的。计算的电子能带分布显示半导体特性和估计的带隙是强烈依赖于所使用的功能代表的交换相关性。化学键的性质解释使用电子电荷密度映射。计算并讨论了介电常数、折射率、吸收系数、光电导、反射率和损耗函数等重要光学常数。光学电导率被发现是在良好的定性协议与能带结构计算的结果。在本研究中使用的整个温度范围内的塞贝克系数是积极的，这表明存在的p型载流子。在100 K和300 K时，获得了较大的Seebeck系数，分别为681 V/K和286 V/K。在室温下，电导率和电子热导率分别为1.8 × 10 ~（18）ms ~（-1）和0.5 × 10 ~（14）W/mK·s。K2 Cu 2GeS 4的无量纲优值在300 K时约为1.0。这表明K2 Cu 2GeS 4是热电应用的潜在候选者。
2018-01-07 cond-mat.mtrl-sci
PCM-net: A refractive index database of chalcogenide phase change materials for tunable nanophotonic device modelling
最近，硫族化物玻璃基相变材料（PCM）已经显示出作为一系列纳米光子器件的调谐材料的实用性。由于它们的低损耗、超快切换速度和宽波段操作，PCM被集成在越来越多的下一代可调谐组件中，包括集成光子开关、超表面光学器件和可调谐光谱滤波器。尽管如此，基于PCM的设备的建模是具有挑战性的，无论是在不同相态的实验衍生材料特性的准确表示，以及整个研究界的结果的标准化。在这项工作中，我们介绍了PCMnet，一个在线数据库的各种硫系玻璃PCM（如GeSbTe）的复折射率，作为一个可访问的和索引存储库的PCM社区的数据共享。非晶态和晶态之间的折射率（n）和消光系数（k）直接从大量学术研究文章中的实验数据中提取，并整理到材料资源数据库中。由于与我们的数据收集方法相关的不准确性，该数据补充了通过WVASE（一种商业椭圆偏振分析软件包）获得的其他计算生成的数据。为了证明PCMnet的实用性，我们提供了一个NASA应用程序驱动的设备优化的例子，使用我们的数据库收集的PCM的光学特性。我们预计，该数据库为PCM社区提供了很大的用途，PCMnet支持的协调研究工作将促进共享存储库，用于为一系列应用选择合适的PCM，用于可调纳米光子器件设计。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A pseudo-capacitive chalcogenide-based electrode with dense 1-dimensional nanoarrays for enhanced energy density in asymmetric supercapacitors
超级电容器作为下一代储能系统受到广泛关注，为了实现超级电容器的进一步发展，合理设计具有更好电化学结构的活性电极材料是提高超级电容器高比能量和功率密度性能的重要因素之一。我们提出并成功地生长硫化铜（CuS）纳米线（NWs）作为硫族化合物为基础的电极材料直接在铜网集流体使用一个简单的液-固化学氧化过程和阴离子交换反应的组合。我们发现，所制备的CuS纳米线具有良好的阵列结构与纳米尺寸的晶粒，高的纵横比和密度，以及良好的机械和电气接触的铜网。所获得的CuS NW基电极，与额外的粘合剂和导电材料的自由，表现出高得多的面积电容378.0 mF/cm 2和优良的循环性能的约90.2%的保留在2000充电/放电循环，由于其独特的结构，电气和电化学性能。此外，对于实际的SC应用，非对称超级电容器是使用活性炭作为阳极和CuS纳米线作为阴极，并表现出良好的电容保持率的91%，在2000充电/放电过程中和优异的体积能量密度的1.11 mW h/cm 3相比，其他报道的赝电容SC。
2019-05-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effective Magnetic Hamiltonian at Finite Temperatures for Rare Earth Chalcogenides
碱金属稀土硫属化合物$ARECh2$（A=碱金属或一价金属，RE=稀土，Ch=O，S，Se，Te）是我们最近发现的一个大家族的量子自旋液体（QSL）候选者。与$YbMgGaO4$不同的是，除了氧化物外，该家族的大多数成员都具有相对较小的晶体电场（CEF）激发能级，特别是第一个。这使得传统的居里-外斯分析在有限温度下不适用，CEF激发可能在理解低能自旋物理中发挥重要作用。在这里，我们考虑了一个有效的磁哈密顿结合CEF激发和自旋-自旋相互作用，准确地描述在这样的系统中的热力学。以$NaYbSe2$为例，系统、全面地分析了磁化率、脉冲强场磁化强度和热容。该分析使我们能够产生准确的各向异性交换耦合能，并明确地确定交叉温度（$\sim$ 25 K的情况下，$NaYbSe2$），低于CEF效应消失，纯自旋-自旋相互作用脱颖而出。我们进一步验证了有效的图片，成功地解释了反常的电子自旋共振（ESR）谱宽度的温度依赖性。理论上的有效方案可以推广到其他具有小CEF激发的稀土自旋系统。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of exchange splitting and ligand field splitting in tuning the magnetic anisotropy of an individual iridium atom on TaS2 substrate
本文采用第一性原理计算方法研究了TaS 2衬底上单原子铱的磁各向异性。我们发现，在Ir吸附原子MA的强度和方向可以调谐的应变。该MA产生于两个来源，即自旋守恒项和自旋翻转项。自旋守恒项是由dxy/dx 2-y2轨道上的自旋轨道耦合（SOC）相互作用产生的，并对面外MA有贡献。自旋翻转项是由dxz/dyz和px/py轨道上的SOC相互作用引起的，并且负责面内MA。我们进一步发现，应变调谐MA主要由交换分裂和配位场分裂决定。应变的增加会增强交换分裂，减少配位场分裂，导致dxy/dx 2-y2轨道的面内MA增强，dxz/dyz和px/py轨道的面外MA减少，从而导致总MA的强度和方向发生变化.我们的研究提供了一种通过控制交换分裂和配位场分裂来调节二维过渡金属二硫属化物衬底上单原子磁体MA的方法。
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the spontaneous exchange bias effect with Ba to Sr partial substitution in La$_{1.5}$(Sr$_{0.5-x}$Ba$_{x}$)CoMnO$_{6}$
自发交换偏置（SEB）效应是近年来在一些重入自旋玻璃材料中观察到的一个显著现象。在这里，我们研究的SEB在La $_{1.5}$（Sr $_{0.5-x}$ Ba $_{x}$）CoMnO $_{6}$双钙钛矿，一个系统与各种磁相，其中一个显着的增加交换偏置场观察到中间Sr/Ba浓度。Ba到Sr的替代导致晶格的增强，这是伴随着有效磁矩（$μ_{eff}$）和反铁磁（AFM）的转变温度，观察到低于铁磁有序的提高。这种增加可能与高自旋构型中Co $^{3+}$的分数增加有关，导致Co $^{3+}$ -O-Mn $^{4+}$ AFM相的增强和Co和Mn之间AFM耦合的未补偿的减少。增加的$μ_{eff}$和AFM相的组合效应合理地解释了SEB效应的变化。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the spontaneous exchange bias effect in La1.5Sr0.5CoMnO6 with sintering temperature
本研究通过改变烧结温度调控La1.5Sr0.5CoMnO6双钙钛矿的晶粒尺寸，发现自发交换偏置效应随平均晶粒尺寸增加而系统性增强，并从孔隙率和晶粒形貌对磁界面交换耦合的影响角度进行了讨论。
2024-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Selective Amplification of the Topological Hall Signal in Cr$_2$Te$_3$: The Role of Molecular Exchange Coupling
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Roorkee（鲁尔基印度理工学院）
通过界面调制交换耦合，研究选择性放大Cr$_2$Te$_3$中的拓扑霍尔信号，揭示分子交换耦合对非共面磁相的影响。
2025-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic Phase Control in Monolayer Films by Substrate Tuning
我们建议通过调整相邻的非磁性基底来定制磁性单层膜中的交换相互作用。作为一个例子，我们证明了一个单层Fe在Ta（x）W（1-x）（001）表面的铁磁-反铁磁相变作为Ta浓度的函数。在临界Ta浓度下，最近邻交换相互作用很小，磁相空间急剧加宽。复杂的磁序，如自旋螺旋，多Q，甚至无序的局部磁矩状态可能会发生，提供了在零磁化状态矩阵中存储铁磁点信息的可能性。
2007-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Tuning exchange interactions in antiferromagnetic Fe/W(001) by 4d transition-metal overlayers
我们使用基于密度泛函理论的第一性原理计算来研究如何在W（001）表面上的Fe单层的磁性-表现出$c(2 \times 2)$反铁磁基态-可以通过额外的4d过渡金属覆盖层来修改。为了获得4d带填充如何影响Fe层中的交换相互作用的概述，我们计算了4d/Fe/2 W无支撑四层膜的自旋螺旋的能量色散，其中W（001）衬底仅由两个原子层表示。与覆盖层的杂交导致铁磁最近邻交换相互作用的减少和次近邻交换强度的增加。令人惊讶的是，我们发现，$c(2 \times 2)$反铁磁状态是不利的所有系统的4d覆盖层。对于从系列的开始（Nb）或结束（Pd）的4d覆盖层，我们发现铁磁基态。当移动到系列的中心时，存在经由自旋螺旋（Mo，Rh）到$p (2 \times 1)$反铁磁基态（Tc，Ru）的转变。我们已经研究了Mo，Ru和Pd覆盖层的Fe/W（001）代表的表面上的足够大的数量的W层，以获得大块的性质在其中心。自旋螺旋的能量色散定性地显示出与4个\textit{d} /Fe/2 W四层膜相同的结果。包括自旋轨道耦合计算的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用显示出显着的强度和相当大的挫折效应。计算得到的磁晶各向异性能也较大。所有4d/Fe/W（001）薄膜都是具有复杂非共线自旋结构的潜在候选材料。
2021-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Exchange interactions and Curie temperatures in Cr-based alloys in Zinc Blende structure: volume- and composition-dependence from first-principles calculations
本文计算了Cr基磷属元素化物和硫属元素化物CrX（X=As，Sb，S，Se和Te）以及混合合金CrAs $_{50}$ X $_{50}$（X=Sb，S，Se和Te）的交换作用和居里温度。计算了Zn Blende（ZB）结构的12个晶格参数值（5.44 ~ 6.62 μ m），适用于一些典型的II-VI族和III-V族半导体衬底。电子结构是通过原子球近似（ASA）中的线性松饼-锡-轨道（LMTO）方法计算的，使用空球来优化ASA相关误差。必要时，使用该方法的全电位版本FP-LMTO对结果进行验证。采用相干势近似（CPA）方法研究了CrAs $_{50}$ X $_{50}$（X=Sb，S，Se，Te）合金中As亚晶格的无序效应.交换相互作用的合金的铁磁（FM）的参考状态，以及无序的本地矩（DLM）状态使用线性响应方法计算。然后，这些结果被用来估计居里温度从低和高温侧的铁磁/顺磁转变。居里温度的估计提供，平均场和更准确的随机相位近似的基础上。占主导地位的反铁磁交换相互作用的一些低的值的晶格参数的FM参考状态CrS，CrSe和CrTe促使我们寻找这些系统的反铁磁（AFM）配置的能量低于相应的FM和DLM值。有限数量的AFM计算的结果进行了讨论，确定AFM[111]状态作为这些情况下的基态的可能候选者。
2010-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-driven tuning of exchange interactions in Y3Fe5O12
The University of Osaka（大阪大学）
研究通过第一性原理计算探讨声子如何调节Y3Fe5O12中的交换相互作用，分析光学声子对超交换路径的影响及晶格畸变对Fe-O-Fe键几何的影响。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling between Antiferromagnetic and Spin Glass Orders in the Quasi-One-Dimensional Iron Telluride TaFe$_{1+x}$Te$_3$ ($x$=0.25)
理解不同的磁交换相互作用及其物理后果之间的相互作用，特别是在巡回电子和无序的存在下，仍然是凝聚态物理的中心主题之一。在这种情况下，反铁磁和自旋玻璃序之间的耦合可能导致大的交换偏置，这是一种潜在的广泛技术应用的性质。本文报道了准一维碲化铁TaFe $_{1+x}$ Te $_3$（$x$ =0.25）中反铁磁有序和自旋玻璃行为的共存。它的反铁磁性被认为是由于铁磁排列的FeTe链之间沿$b$轴的反铁磁链间耦合而产生的，而自旋玻璃态则源于无序的Fe晶体。链和间隙亚晶格的这种二分作用是负责在低温下观察到的大交换偏置，与间隙Fe作为未补偿的时刻，其相邻的Fe链提供源，其钉扎。因此，这种铁基碲化物可以代表一种新的范式来研究过渡金属硫族化物的大家族，其磁序甚至维度可以在很大程度上被调谐，形成一个肥沃的操场来操纵或切换其自旋自由度。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the metal-insulator transition in manganite films through surface exchange coupling with magnetic nanodots
在强关联的电子系统中，如锰氧化物，整体输运行为敏感地依赖于自旋有序，其改变通常需要大的外部磁场。在这里，我们表明，锰氧化物的自旋有序可以很容易地控制交换场之间的铁磁体和锰氧化物的界面。通过在锰氧化物薄膜上沉积孤立的铁磁纳米点，我们发现有可能克服维度和应变效应，使金属-绝缘体转变（MIT）温度提高200 K以上，并使磁电阻增加5000%。还可以通过控制磁性纳米点的密度来调节MIT温度，这表明电子相分离的形成过程可以通过磁性纳米点的存在来控制。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange Bias driven by Dzyaloshinskii-Moriya interactions
采用从从头算到原子计算的多尺度模拟方法研究了补偿IrMn 3/Co（111）体系的交换偏置效应。我们数值计算了不同铁磁层厚度的双层膜的面外磁滞回线。结果表明，存在一个垂直的交换偏置场，系统的极化率增强。为了阐明交换偏差的可能起源，我们通过调整对界面交换相互作用的不同贡献来分析选定双层的滞后回线。我们的研究结果表明，交换偏置主要是由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用引起的，而自旋翻转机制主要是由于自旋翻转机制而增加的。
2013-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the magnetic exchange via a control of orbital hybridization in Cr2(Te1-xWx)O6
本文报道了Cr_2（Te_（1-x）W_x）O_6体系的复杂磁相图和电子结构。虽然具有不同x值的化合物具有相同的晶体结构，但它们在低于和高于xc = 0.7时显示出不同的磁性结构，其中转变温度TN和亚晶格磁化强度（Ms）都达到最小值。与许多已知的情况下，磁相互作用的控制或者通过注入的载流子或通过化学掺杂诱导的结构畸变，在本例中，它是通过调整的Cr 3d和O 2 p轨道之间的轨道杂化通过W 5d状态。这一结果得到了从头计算电子结构的支持。通过这个概念，我们介绍了一种新的方法来调整磁性和电子性能通过化学掺杂。
2014-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Exchange Interaction and Spin-Orbit Coupling on Spin Splitting in CdSnX (X = S, Se and Te) nanoribbons
本研究通过第一性原理计算，揭示了不同边缘类型和宽度的CdSnX纳米带中，交换相互作用与自旋轨道耦合共同导致的自旋劈裂现象，并发现S、Se、Te分别诱导Weyl半金属、Zeeman和Rashba劈裂等不同拓扑行为。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of Magnetic and Electrical Properties in Complex oxide Thin Films Deposited By Pulsed Laser Deposition
锰酸镧，LaMnO（LMO）是一类空穴掺杂（例如La 1-xCaxMnO 3，La 1-xSrxMnO 3）和电子掺杂（例如La 1-xCaxMnO 3）的母体化合物。La 1-xCexMnO 3、La 1-xSnxMnO 3）钙钛矿复合氧化物材料。自旋、晶格、电荷和轨道自由度之间的强相关性是这类材料（通常称为锰氧化物）的标志。这些自由度的竞争和相互作用导致了广泛的有趣的电子行为，包括半金属性，巨磁阻等，虽然已经进行了大量的实验研究的空穴掺杂和电子掺杂的对应物，母系统LMO仍然很少研究。这可归因于难以制造化学计量LMO（无论是块状多晶、单晶还是薄膜）。在LMO薄膜中存在双交换和反铁磁超交换等相互作用，导致了LMO薄膜的铁磁性。本计画的工作是针对化学计量LMO的薄膜的制作与特性，以及其结构、磁性与电学的研究。
2017-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic semiconductors
综述了半导体铁磁性的研究现状和展望。本文讨论了铕硫属化物、铬尖晶石，特别是稀磁半导体中铁磁性的起源问题。详细讨论了磁性杂质三维电子态的性质。实验结果和理论结果之间的定量比较，特别是锰基III-V族和II-VI族化合物，提出。这一比较表明，目前的价带空穴交换相互作用理论正确地描述了居里温度T_C、磁各向异性、畴结构和磁圆二色性的值。在此基础上，化学趋势进行了检查，并显示，导致预测的半导体系统的T_C可能超过室温，一个预期，正在证实最近的研究结果。含有磁性离子以外的Mn的材料的结果也提出了强调，希望通过d状态的双交换涉及可能在这些系统中操作。
2002-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the structure of Skyrmion lattice system Cu2OSeO3 under pressure
绝缘亚铁磁体Cu 2 OSeO 3显示出丰富多样的相，如skyrmion晶格和螺旋磁性控制的相互作用，不同的交换相互作用，可以通过外部压力调谐。在这项工作中，我们研究了压力诱导相变在室温下使用同步加速器为基础的X射线衍射和拉曼散射测量。通过第一性原理理论分析，我们发现在环境立方相中的自旋-自旋交换耦合显著地受到流体静压的影响。环境立方相转变为单斜相超过7 GPa，然后到三斜相超过11 GPa。拉曼光谱中新的声子模式的出现证实了这些结构相变。值得注意的是，在减压时，晶体经历向新的单斜结构的转变。原子坐标已在低压立方相中被细化，以捕获负责先前报道的压力下的磁性行为的Cu四面体演化。我们的实验将激发进一步研究其在压力下的涌现磁行为。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Multiferroic Semiconductors with Coexisting Ferroelectricity and Ferromagnetism
低维多铁性虽然在自然界中非常罕见，但由于基础和技术利益而引起了人们的极大关注。利用第一性原理密度泛函理论，我们证明了单层过渡金属磷硫族化合物（TMPC）- CuMP $_2$ X $_6$（M=Cr，V; X=S，Se）中铁磁性和铁电性可以共存.这些范德华层状材料代表了一类同时具有铁电和铁磁有序的2D多铁性半导体。在这些单层材料中，Cu原子自发地远离中心原子平面，引起沿平面法线的非平凡电偶极矩。此外，它们的铁磁性来源于Cr/V原子间的间接交换作用，而它们的面外铁电性则暗示了外部垂直电场控制电极化的强度的可能性。因此，单层半导体TMPC提供了固态2D材料平台，用于实现用顶部和底部电极图案化的2D纳米级开关和存储器器件。
2018-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of magnetic structures topology via single-ion anisotropy and magnetic field in frustrated 2D semiconductors
竞争磁相互作用在稳定不同的自旋配置的影响正在引起人们的重新关注，以揭示新兴的拓扑自旋纹理和突出的微观机制，导致其稳定。两个网站的交换各向异性在选择特定的螺旋度和涡旋的skyrmionic晶格可能的关键作用最近才被提出。在这项工作中，我们探讨了二维中心对称三角形晶格上的受抑局域磁体的相图，专注于两个离子各向异性（TIA）和单离子各向异性（SIA）之间的相互作用。的外部磁场施加垂直的磁性层的效果也进行了研究。通过蒙特卡罗模拟，我们发现了大量不同的自旋组态，从平凡到高阶Q skyrmionic和meronic晶格。更详细地说，我们发现，在确定平面自旋织构的单离子各向异性，而SIA的强度和符号，连同磁场的大小，调整垂直自旋分量，主要影响极性（和，反过来，拓扑结构）的自旋织构的两个离子发挥主导作用。我们的分析证实了各向异性对称交换在短程相互作用占主导地位的系统中的关键作用，同时预测了各种各样的复杂的磁纹理，可能会出现从竞争的各向异性机制的微调。
2021-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetism in Ultrathin CrxTey Films by Lattice Dimensionality
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Centre for Quantum Physics, Key laboratory of advanced optoelectronic quantum architecture and measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
本研究针对二维磁性过渡金属化合物宏观磁性与微观磁交换维度的关联问题，通过实验表征结合密度泛函理论计算，揭示了不同厚度与组分的超薄CrxTey薄膜的磁性差异及晶格维度调控机制，为二维磁性晶体设计提供支撑。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Electric Polarization via Exchange Striction Interaction in CaMn$_7$O$_{12}$ by Sr-Doping
本文通过Sr掺杂调控CaMn$_7$O$_{12}$中Mn-O-Mn键角以削弱交换伸缩相互作用，结合XRD、磁化率和TSDC测量揭示了磁致极化降低的机制，并阐明DM效应决定极化方向。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of the Oscillatory Interlayer Exchange Interaction with Terahertz Radiation
由金属间隔物分隔的两个磁性层之间的振荡层间交换相互作用是在室温下持续存在的少数相干量子现象之一。在这里，我们表明，这种相互作用可以动态地控制照明样品（例如自旋阀）与辐射在10-100太赫兹范围内。我们预测，交换相互作用可以改变从铁磁到反铁磁（反之亦然）通过调谐的振幅和/或频率的辐射。我们的主要理论结果是一个表达式，涉及动态交换相互作用的静态已经被广泛测量。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Automatic Calculation of the Transition Temperatures for two-dimensional Heisenberg type Magnets
本文提出一种基于第一性原理、从结构自动到 TM 的 Heisenberg 型二维磁体计算流程，并结合 Monte Carlo 与高通量筛选揭示 CrTe2 磁性调控及六种高 TM Cr 硫族化合物。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Pressure-tuning the quantum spin Hamiltonian of the triangular lattice antiferromagnet Cs$_2$CuCl$_4$
量子三角晶格反铁磁体是研究凝聚态几何挫现象的重要原型系统。除了极不寻常的磁性外，它们还拥有丰富的相图（从无阻方形晶格到量子自旋液体），这还有待实验证实。这一研究领域的一个主要障碍是缺乏具有适当（理想调谐）磁参数的材料。使用Cs $_2$ CuCl $_4$作为一个模型系统，我们展示了一种替代方法，其中，而不是化学成分，自旋哈密顿量被流体静压力改变。该方法结合了高压电子自旋共振和磁化测量，使我们不仅可以准连续地调整交换参数，而且还可以准确地监测它们。我们的实验表明，在1.8 GPa的压力下，交换耦合比从0.3大幅增加到0.42，揭示了一些紧急场诱导的阶段。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switching off the magnetic exchange coupling by quantum resonances
我们从铁磁结构中的多数载流子和反铁磁结构中的全部载流子阐明了量子阱态在磁性三层体系中的作用。除了数值和解析计算，启发式图片提供解释最近的实验中的覆盖层和侧层调制的效果。这立即为实验和能带结构计算中两个无法解释的微妙发现提供了答案。此外，它允许更灵活地调谐或甚至关闭层间交换耦合。
2012-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
Tuning thermo-magnetic properties of dilute-ferromagnet multilayers using RKKY interaction
我们证明了一个20倍的增强RKKY层间交换的强度在稀铁磁体/正常金属多层膜中，通过在界面处将Fe 3 O 4 Fe层。此外，界面磁极化的增加深刻地影响了有限尺寸效应，使多层的居里转变变尖锐，同时允许通过层内磁稀释单独调整其居里温度。这些结果对磁热微制冷和热助自旋电子学等领域的功能材料的设计具有一定的指导意义。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole-doping induced ferromagnetism in 2D materials
二维（2D）铁磁材料被认为是未来几代自旋电子器件的有希望的候选者。然而，具有内在铁磁性的2D材料是稀缺的。高通量的第一原理模拟进行，以筛选2D材料，提出了一个非磁性的铁磁过渡后，空穴掺杂。随后进行全局进化搜索，以识别合格候选物的替代可能的原子结构，并且识别出122种表现出空穴掺杂诱导的铁磁性的材料。系统地研究了它们的能量稳定性、动力学稳定性以及空穴掺杂下的磁性。这些2D材料中有一半是金属卤化物，其次是硫族化物，氧化物和氮化物，其中一些具有超过300 K的预测居里温度。在这些二维材料的铁磁顺序负责的交换相互作用进行了讨论。这项工作不仅提供了理论上的见解空穴掺杂的2D铁磁材料，但也丰富了家庭的2D磁性材料的可能的自旋电子应用。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Tuning of Collinear versus Chiral Magnetic Order by Chemical Stimulus
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用通过非磁性间隔物的传导电子介导共线磁相互作用，导致磁性多层膜中的铁磁或反铁磁磁化。由此产生的自旋极化电荷输运效应已经发现了许多应用。最近已经发现，重非磁性间隔物能够介导非共线和手性的间接磁耦合。这种Dzyaloshinskiii-Moriya增强的RKKY（DME-RKKY）相互作用导致了各种有趣的磁性结构的出现，例如skyrmions和自旋螺旋。使用这些磁性准粒子的应用需要彻底理解和微调Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和其他磁性相互作用之间的平衡，例如，交换相互作用和磁各向异性的贡献。在这里，我们表明，通过自旋极化扫描隧道显微镜，在Ir（001）的氧化锰链的自旋结构可以重复地从手性共线反铁磁链间相互作用切换通过增加MnO $_2$的氧化态，而相反的过程可以通过热还原诱导。低能电子衍射强度数据（LEED-IV）分析揭示了潜在的结构变化。密度泛函理论的计算表明，磁性转变可能是由于氧化后海森堡交换的显着增加。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual structural tuning of magnetism in cuprate perovskites
理解磁性的结构基础具有重要的基础和实际意义。Se_{1-x} Te_{x} CuO_{3}合金是研究这一问题的模型系统，因为组成引起的结构变化控制它们的磁相互作用。我们的工作表明，这种结构的调整是与假定的虚拟原子Se和Te相对于超交换（SE）Cu-O-Cu路径的位置，而不是与SE角度如先前所认为的。我们使用密度泛函理论，紧束缚和精确对角化方法来揭示这种令人惊讶的效果的原因，并暗示在固体中的工程磁相互作用的新方法。
2004-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switching 2D Magnetic States via Pressure Tuning of Layer Stacking
二维范德瓦尔斯（2D vdW）晶体的物理性质敏感地依赖于层间耦合，而层间耦合与层间排列和层间距密切相关。例如，简单地改变石墨烯层之间的扭转角可以诱导各种相关的电子相，其可以通过施加流体静压以减小层间间距来以连续方式进一步控制。在最近发现的2D磁体中，理论表明层间交换耦合强烈地依赖于层分离，而堆叠布置甚至可以改变磁交换的符号，从而大幅修改基态。在这里，我们证明了压力调谐的磁秩序在2D磁铁CrI3。我们使用隧道和扫描磁圆二色显微镜测量探测的磁性状态。我们发现，层间磁耦合可以增加一倍以上的静水压力。在双层CrI3中，压力引起从层状反铁磁相到铁磁相的转变。在三层CrI3中，压力可以产生三相共存的畴，一个铁磁性和两个不同的反铁磁性。观察到的磁序变化可以用堆叠排列的变化来解释。堆叠顺序和磁性之间的这种耦合为设计者的磁性相和功能提供了充足的机会。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polaron-mediated anisotropic exchange in 2D magnets
University of Vienna（维也纳大学）；Alma Mater Studiorum – Università di Bologna（博洛尼亚大学）
研究通过极子调控二维磁体的磁交换相互作用，揭示极子可局部打破磁对称性并诱导各向异性交换耦合，为磁结构调控提供新机制。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Isolated flat bands in 2D lattices based on a novel path-exchange symmetry
本文提出一种基于母体系统投影和路径交换对称性的方法，无需精细调节或破坏时间反演对称性即可在Kagome、Lieb、Dice等二维晶格中生成并孤立平带，并揭示了Kagome手征自旋液体中平带的存在条件。
2023-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.optics
