Superconductor-ferromagnet nanocomposites created by co-deposition of niobium and dysprosium
我们已经创建了超导铁磁复合膜，以测试的临界电流密度，Jc，由于磁钉扎的增强。我们将II型超导体铌（Nb）和低温铁磁体镝（Dy）共溅射到加热的衬底上;这两种材料的不可渗透性导致超导基质内磁性区域的相分离复合物。在一系列的组成和衬底温度，我们实现了从5纳米到1微米的尺度上的相分离。该复合薄膜同时具有超导电性和铁磁性。输运测量结果表明，而自场Jc的减少在复合材料中，内场Jc大大提高到3 T饱和场的Dy。在一种情况下，相分离有序化成条纹，导致Jc的面内各向异性。
2009-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unexpected magnetism explained in Cu/Cu2O-rGO nanocomposite
本研究针对未掺杂Cu-Cu2O-rGO纳米复合材料的室温铁磁与低温顺磁现象，基于3D Ising模型用唯象方法解释其源于界面处Cu空位产生的任意自旋。
2023-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Synthetic magnetoelectric coupling in a nanocomposite multiferroic
由于单相多铁性材料（具有大的铁磁矩）的稀缺性，复合体系成为实现铁磁-铁电序参量磁电耦合的一个有吸引力的解决方案。尽管BiFeO 3（BFO）具有反铁磁有序结构，但由于其在室温下优异的铁电性能，一直是这一领域的关键材料。研究了在5个BFO单胞上生长的La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）的6个单胞的8个重复组成的超晶格。在绝缘超晶格中使用极化中子反射仪证明了BFO中显著的净未补偿磁化。值得注意的是，磁化使得磁场能够改变超晶格的介电性质，我们引用它作为合成磁电耦合的一个例子。重要的是，这种在BFO中的磁矩的受控产生为下一代磁电数据存储平台的集成氧化物器件的设计和实现提出了一条非常需要的前进道路。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterization of Nanocomposites of Fe Nanoparticles and Activated Carbon
我们已经合成了块状形式的Fe纳米颗粒和活性炭的超顺磁性纳米复合材料。本文将活性炭的多孔性和纳米铁的磁性结合起来，通过机械混合的方法将两者按不同比例混合，制备出纳米复合材料。这些纳米复合材料的特征在于各种表征技术，如X射线衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM），磁化测量和穆斯堡尔谱。所观察到的XRD图谱在2θ = 44.8度处显示出最强的峰，其对应于体心立方相的纯Fe的（110）面。通过TEM成像获得的平均颗粒尺寸在20 nm的范围内，这低于Fe纳米颗粒处于超顺磁相所需的极限。通过磁化强度测量和穆斯堡尔谱证实了纳米复合材料的超顺磁性和痕量铁磁相。通过Langavin函数拟合的磁化强度与磁场曲线计算的颗粒尺寸与从TEM成像获得的尺寸在定性上很好地一致。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The origin of g $\approx$ 4 EPR line in magnetic nanocomposites: Manifestation of double quantum transitions in ferromagnetic granules
本文利用电子磁共振技术研究金属-绝缘体纳米颗粒复合薄膜，发现低于渗流阈值时出现 g ≈ 4 的额外吸收峰，并用量子力学“巨自旋”模型将其归因于自旋投影变化 Δm = ±2 的“禁戒”双量子跃迁激发。
2024-06-07 cond-mat.mtrl-sci
A novel wear-resistant magnetic thin film material based on a $Ti_{1-x}Fe_xC_{1-y}$ nanocomposite alloy
在这项研究中，我们报告的薄膜生长和表征薄（约50 nm厚）的Ti-Fe-C薄膜沉积在非晶石英。实验研究得到了第一性原理密度泛函理论（DFT）计算的补充。退火后，亚稳态Ti-Fe-C薄膜的成分发生了变化。富铁相首先形成靠近膜表面，但随着退火时间的增加，该相逐渐向膜-基底界面位移，在该界面处其位置稳定。退火后，磁有序温度和饱和磁化强度都发生显著变化。DFT计算表明，随着Fe和C空位浓度的增加，临界温度和磁矩均增加。亚稳富铁Ti-Fe-C化合物的形成反映在磁有序温度的强烈升高。最终，在足够的退火时间（$\geq 10$分钟）之后，纳米晶体$α$ -Fe开始沉淀，并且这些沉淀物的量和尺寸可以通过退火程序来控制;在20分钟的退火之后，实验结果表明纳米晶体铁膜嵌入耐磨TiC化合物中。这一结论进一步支持的外延Ti-Fe-C薄膜沉积在单晶MgO基板上，退火后，铁膜嵌入TiC形成的透射电子显微镜研究。研究结果表明，亚稳态Ti-Fe-C薄膜的退火处理可以作为制备耐磨磁性薄膜材料的有效方法。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optic Faraday effect in maghemite nanoparticles/silica matrix nanocomposites prepared by the Sol-Gel method
采用溶胶-凝胶法制备了不同氧化铁/二氧化硅比的γ-Fe_2O_3/SiO_2复合材料块体样品。氧化铁纳米粒子在样品的热处理和二氧化硅基质固结过程中原位获得。优化了制备方法，使反铁磁α-Fe_2O_3的含量最小，得到了尺寸约为2x 5x 12 mm ~ 3的平行六面体，具有良好的机械稳定性。RT磁化曲线显示非滞后行为。因此，磁化测量已经很好地拟合到一个表达式，该表达式将朗之万方程与附加的线性项相结合，表明一些纳米颗粒仍然是超顺磁性的，如通过X射线衍射和电子显微镜测量所证实的。零场冷却/场冷却实验示出了具有略微不同形状的曲线，这取决于给定组合物的纳米颗粒的尺寸和形状分布。磁光法拉第效应的测量结果表明，法拉第旋转与样品的磁化强度成正比，正如预期的。作为其传感可能性的证明，绘制了在消光角5°处测量的偏振光相对强度与施加的磁场的关系图。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of polypyrrole - coated iron oxide nanoparticles
采用溶胶-凝胶法制备了纳米氧化铁.在氧化铁-乙醇悬浮液中，吡咯单体在氧气存在下原位聚合，得到氧化铁-聚吡咯纳米复合材料。结构和磁性进行了研究，不同的吡咯浓度。通过XRD和FTIR分别证实了γ-氧化铁相和聚吡咯的存在。如TEM所示，发现涂覆样品的团聚相对减少得多。交流磁化率测量证实了超顺磁性行为。进行相互作用的模型系统的数值模拟进行估计的各向异性和比较有利的实验结果。
2004-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting Nanocomposites: Enhancement of Bulk Pinning and Improvement of Intergrain Coupling
采用非均相声化学方法合成了磁性纳米颗粒嵌入陶瓷超导体中的新型超导纳米复合材料。除了原位生产的有效钉扎中心，这种合成方法大大提高了脑间耦合。Fe2O3纳米颗粒嵌入到MgB2超导体的块体的磁不可逆性的显着增强。非磁性Mo2O5纳米颗粒也增加钉扎强度，但小于磁性Fe2O3。详细的磁化和电子显微镜表征。本文发展了有限尺寸铁磁纳米颗粒嵌入超导基体的体磁钉扎理论。
2004-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interparticle interactions mediated superspinglass to superferromagnetic transition in Ni-bacterial cellulose aerogel nanocomposites
磁性纳米复合材料中的粒子间相互作用在控制超顺磁-超玻璃-超铁磁的相变中起着主导作用。这些相互作用可以通过控制纳米颗粒的尺寸和数量密度来调节。气凝胶复合材料，0.3 Ni-BC和0.7 Ni-BC，由分布在细菌纤维素中的Ni纳米颗粒组成，已被用作模型系统，以研究随着复合材料中Ni含量的增加，颗粒间相互作用的效果。与常规方法相反，Ni纳米颗粒的尺寸不受控制，并且允许在细菌纤维素模板中自然形成。使用X-射线衍射和电子显微镜的结构表征表明，只有镍和纤维素的存在下，没有其他阶段。Ni在纤维素基质中的不受控制的生长导致形成具有3种不同尺寸分布的纳米颗粒-主要沿原纤维的长度分布的10 nm颗粒、存在于原纤维之间的中间空间中的50 nm颗粒和存在于由网状结构形成的空隙中的100 nm颗粒。在室温下，复合材料表现出弱铁磁行为，磁化率为40 Oe，在10 K时增加到160 Oe。从室温下的弱铁磁态到低温下的超铁磁态的转变是通过中温下的超玻璃态介导的。结合两种复合气凝胶的结构和磁性结果，建立了一个温度依赖的微结构模型。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic properties of poly(trimethylene terephthalate-block-poly(tetramethylene oxide) copolymer nanocomposites reinforced by graphene oxide-Fe3O4 hybrid nanoparticles
采用原位聚合法制备了基于聚对苯二甲酸丙二醇酯-嵌段-聚四氢呋喃共聚物（PTT-PTMO）和氧化石墨烯-Fe 3 O 4纳米粒子杂化物的热塑性弹性体纳米复合材料。采用X射线光电子能谱学（XPS）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）和扫描电镜（SEM）对超顺磁性GO-Fe 3 O 4杂化纳米粒子进行了表征。研究了GO-Fe_3 O_4纳米杂化粒子的负载量（0.3wt%和0.5wt%）对合成纳米复合材料的相结构、拉伸性能和磁性能的影响。采用差示扫描量热法（DSC）和动态力学热分析（DMTA）对复合材料的相结构进行了表征。通过透射电子显微镜（TEM）评价GO-Fe 3 O 4纳米颗粒在弹性体基体中的分散性。GO-Fe 3 O 4纳米粒子混合物和纳米复合材料的磁性与其含量的特点，通过使用两种不同的技术：直流SQUID磁化测量作为温度（从2到300 K）和外部磁场和铁磁共振（FMR）在微波频率的函数。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study on magnetoresistance of carbon-cobalt nanocomposite thin films grown by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积技术在$Si$衬底上生长了$C_{1-x}Co_x$薄膜（含$x=0.1$、$0.15$和$0.2$），研究了外加磁场对薄膜电阻的影响。结果表明，磁电阻（MR）的行为强烈依赖于温度。也就是说，在低温下，MR是积极的，其行为是由场介导的弱本地化方案。而在高温下，MR变为负值，其行为主要是电子在铁磁钴原子上的散射。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Flexible Bacterial Cellulose Permalloy nanocomposite xerogel sheets size scalable magnetic actuator cum electrical conductor
将还原后得到的含细菌纤维素水凝胶的坡莫合金纳米颗粒通过在60 ℃下在不同压力下热压压缩成干凝胶柔性片材。具有有序结构的坡莫合金纳米颗粒具有以25 nm和190 nm为中心的双峰尺寸分布。在室温下，较小的纳米颗粒是超顺磁性的，而较大的颗粒是铁磁性的。片材具有20 emu/g的室温磁化强度和32 Oe的矫顽力。柔性片材的电导率随着热压压力从7 S/cm增加到室温下的40 S/cm。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Magnetic nanocomposites at microwave frequencies
电子器件中使用的大多数常规磁性材料是铁氧体，其由微米尺寸的晶粒组成。但是铁氧体具有小的饱和磁化强度，因此在GHz频率下的性能相当差。这就是为什么包含尺寸范围从几nm到100 nm的磁性纳米颗粒（例如Fe、Co）并且嵌入介电基质（例如氧化硅、氧化铝）中的官能化纳米复合材料对于电子工业具有显著的潜力。当纳米颗粒的尺寸小于多畴形成的临界尺寸时，这些纳米复合材料可以被认为是单畴状态的颗粒的集合，并且预计损失（例如由于涡电流）相对较小。在这里，我们回顾了此类材料的磁性理论，并提出了一种用于表征具有纳米磁性插入物的复合材料电磁性能的新型测量方法。我们还提出了一些实验结果，在介电基质中的铁纳米粒子组成的复合材料。
2011-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Magnetic functionalization and Catalytic behavior of magnetic nanoparticles during laser photochemical graphitization of polyimide
该研究在MNP存在下用1064 nm皮秒激光将聚酰亚胺转化为导电MNP/石墨纳米复合材料，并揭示MNP的相变、磁各向异性及催化成核作用。
2023-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composition dependent magnetic properties of iron oxide - polyaniline nanoclusters
采用溶胶-凝胶法制备了γ-氧化铁纳米复合材料，并与不同苯胺浓度的聚苯胺进行了复合。TEM显示，在较低的聚苯胺浓度的链状结构的存在。室温下的磁滞曲线显示有限的磁化强度为160 Oe的所有复合材料，而饱和磁化强度被发现随着聚合物含量的增加而降低。ZFC-FC磁化强度测量表明高的阻断温度。我们相信这表明了一个强相互作用的系统，这也被我们的TEM结果所证实。在偶极和交换相互作用的随机各向异性模型上进行的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合得很好。
2004-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Iron-based n-type electron-induced ferromagnetic semiconductor
载流子诱导铁磁半导体（FMS）已经被深入研究了几十年，因为它们具有传统金属材料无法实现的新功能。其中包括通过电选通或光照射控制磁性的能力，同时充分继承了半导体材料的优势，如能带工程。然而，原型FMS，如（In，Mn）As或（Ga，Mn）As，总是p型的，这使得它很难在实际的自旋器件中使用。这是因为这些材料中的锰（Mn）原子作为局部磁矩和受主起作用，为载流子介导的铁磁性提供空穴。在这里，我们表明，通过引入铁（Fe）到InAs中，它是可能的制造一个新的FMS的能力，控制铁磁性的Fe和独立的载流子掺杂。尽管普遍认为四面体Fe-As键是反铁磁的，我们证明了（In，Fe）As掺杂电子的行为是n型电子诱导的FMS，几十年来半导体自旋电子学的一块缺失。这一成就为实现新型自旋器件（如自旋发光二极管或自旋场效应晶体管）开辟了道路，并有助于理解FMS中载流子介导的铁磁性机制。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of the asymmetric exchange bias in BiFeO$_3$-Bi$_2$Fe$_4$O$_9$ nanocomposite
我们表明，从详细的磁测量在2-300 K的BiFeO $_3$ -Bi $_2$ Fe $_4$ O $_9$纳米复合材料提供了一个独特的自旋形态，其中超自旋玻璃（SSG）和稀反铁磁场（DAFF）共存的铁磁性Bi $_2$ Fe $_4$ O $_9$和反铁磁性BiFeO $_3$之间的界面。共存的SSG和DAFF结合形成局部自旋织构，其在自旋冻结温度（$\sim$ 29 K）以下引起路径依赖的交换偏置。交换偏置根据跟踪滞后回线时遵循的协议或路径而变化。在超顺磁性Bi $_2$ Fe $_4$ O $_9$的阻断温度（T $_B$ $\sim$ 60 K）以下观察到交换偏置。常规交换偏置（CEB）随着温度的降低而非单调增加。交换偏置（H $_E$）和介电常数（H $_C$）的大小随温度的降低而增加，并发现在20 K以下是不对称的，这取决于跟踪磁滞回线和偏置场所遵循的路径。在铁磁和反铁磁粒子之间的界面处的局部自旋织构沿着所施加的场的负方向产生不可切换的单向各向异性。这种纹理的影响也表现在“不对称”的滞后回线在2 K的涂抹在更高的温度下的跳跃。界面自旋织构的作用，从而产生的交换偏置的路径依赖性清楚地划定。
2014-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sign of inverse spin Hall voltages generated by ferromagnetic resonance and temperature gradients in yttrium iron garnet|platinum bilayers
我们进行了协调一致的努力，以确定由自旋电流注入到正常金属中产生的反自旋霍尔效应电压的绝对符号。我们专注于钇铁石榴石（YIG）|铂双层在室温下，产生自旋电流的微波和温度梯度。我们发现不同的样品和测量设置与理论一致的结果。我们建议一个右手定则来定义一个正的自旋霍尔角对应于与预期的电压为简单的情况下的散射的自由电子从排斥库仑电荷。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superspin Glass Mediated Giant Spontaneous Exchange Bias in a Nanocomposite of BiFeO$_3$-Bi$_2$Fe$_4$O$_9$
我们观察到一个巨大的$\textit{spontaneous}$交换偏置（$\sim$ 300-600 Oe）-在零场冷却后的非磁化状态下测量-在BiFeO $_3$（$\sim$ 94%）-Bi $_2$ Fe $_4$ O $_9$（$\sim$ 6%）的纳米复合材料在5-300 K的温度范围内。取决于跟踪磁滞回线所遵循的路径-正（p）或负（n）-以及所施加的最大场，交换偏置（$H_E$）随$\mid-H_{Ep}\mid$ $>$ $\mid H_{En}\mid$而显著变化。$H_E$的温度依赖性是非单调的。当$T_B$接近阻断温度时，PDMATHABMN_（$\sim$）随温度的升高而减小.所有这些丰富的功能似乎起源于自发的对称性破缺和随后发生的单向各向异性驱动的“超相互作用偏置耦合”之间的铁磁核心的Bi $_2$ Fe $_4$ O $_9$（平均尺寸$\sim$ 19 nm）和倾斜的反铁磁结构的BiFeO $_3$（平均尺寸$\sim$ 112 nm）通过超自旋玻璃时刻在壳。
2013-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Effect of iron-doping on spin-state transition and ferromagnetism in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$CoO$_{3-δ}$ cobalt oxides
对多晶Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O $_{3-δ}$（$x$ = 0、0.05、0.10和0.15）样品进行电阻率和直流磁化测量。所制备的样品表现出铁磁（FM）转变，转变温度随着铁掺杂量的增加而增加。高氧压退火诱导了\emph{iron-free}样品中Co离子的自旋态转变，并且这种转变随着退火氧压的增加而增强，而高氧压退火抑制了铁磁有序。与\emph{iron-free}样品的情况相反，\emph{iron-doped}样品在高氧压下退火没有引起自旋态转变，并且铁磁转变温度几乎与退火过程无关。\emph{iron-free}样品在高氧压下退火后自旋态转变的增强应归因于晶胞体积的减小。Fe掺杂对自旋态跃迁的抑制与晶胞体积的增大以及Fe-O键比Co-O键强有关。铁掺杂对铁磁性的增强可能源于Fe $^{3+}$和Co $^{4+}$之间通过氧的铁磁交换相互作用（Fe $^{3+}$ -O-Co $^{4+}$）。
2005-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of thermal spin pumping by orbital angular momentum of rare earth iron garnet
在铁磁和非磁性金属的双层中，自旋泵浦可以由热梯度产生。自旋电流的产生取决于界面的自旋混合电导和铁磁层的磁性。稀土铁石榴石由于其低的本征阻尼，常被用作自旋塞贝克实验中的铁磁层。然而，它实际上是一个反铁磁耦合磁晶格的亚铁磁，稀土铁石榴石的稀土磁晶格对热自旋泵浦的贡献还不是很清楚。在这里，我们专注于镧系元素的磁性的影响，并表明，稀土铁石榴石的轨道角动量增强热自旋电流产生的镧系元素取代的钇铁石榴石。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Angular dependent ferromagnetic resonance of exfoliated yttrium iron garnet film under stress
针对多数钇铁石榴石（YIG）研究聚焦块体或刚性衬底薄膜的问题，本研究从特定衬底剥离YIG薄膜，通过角度依赖铁磁共振建立其磁参数与应力的关系，为柔性YIG薄膜应用提供支持。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Competing Ferromagnetic and Anti-Ferromagnetic interactions in Iron Nitride $ζ$-Fe$_2$N
本文在自旋极化第一性原理电子结构计算的基础上讨论了氮化铁zeta相即$ζ$ $_2$ N的磁性状态，并对已发表的数据进行了评述。我们的第一性原理研究结果表明，$ζ$ -Fe $_2$ N的基态是铁磁性的（FM），在Fe位上的磁矩为1.528 $μ_\text{B}$。FM基态比反铁磁（AFM）态低8.44 meV，比非磁性（NM）态低191 meV/分子式单位。这些结果对于声称$ζ$ $_2$ N在低于10 K时经历AFM转变的报道和在高达4.2K时未观察到任何磁性转变的其他报道是重要的。我们认为，低于10 K的AFM转变的实验结果是不确定的，我们提出了竞争的FM和AFM的超交换相互作用的Fe位介导的氮原子之间的存在，这是一致的Goodenough-Kanamori-Anderson规则。我们发现反铁磁耦合的Fe位的数量超过铁磁耦合的Fe位，导致稳定的FM基态。一个斯通纳分析的结果也支持我们的FM基态的索赔。
2017-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Hard ferromagnetism down to the thinnest limit of iron-intercalated tantalum disulfide
二维（2D）磁性晶体有望用于利用自旋操纵的小型化和超低功率电子器件。在这些材料中，大的、可控的磁晶各向异性是稳定和操纵长程磁序的先决条件。在已知的2D磁性晶体中，相对弱的磁晶各向异性导致典型的软铁磁性。在这里，我们证明了铁磁秩序持续下降到最薄的限制Fe $_x$ TaS $_2$（铁插层双层2 H-TaS $_2$）与巨大的磁电阻高达3特斯拉。我们通过化学插层的范德华层状2 H-TaS $_2$晶体制备Fe-插层TaS $_2$，并进行变温量子输运，透射电子显微镜，共聚焦拉曼光谱测量揭示新的光的维度，插层程度，和插层有序/无序的耦合效应对铁$_x$的硬铁磁行为的$_2$。更一般地说，我们表明，化学插层提供了一个丰富的合成参数空间的低维磁体，其中磁性能可以定制的主机材料和嵌入身份/量的选择，除了在原子薄，范德华晶体中可用的多个独特的自由度。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A common magnetic origin for the Invar effects in fcc iron-based ferromagnets
使用第一性原理计算，结合伊辛磁性，我们进行了理论研究，以阐明实验观察到的因瓦效应在无序fcc铁基铁磁体的起源。首先，我们证明了我们的理论可以解释铁镍合金中的因瓦效应，这些异常是由磁对平均自由能的贡献驱动的。其次，我们提出的证据表明，热膨胀和磁性之间的关系是基本相同的，在所有的研究合金，包括那些显示的因瓦合金效应和那些不。因此，我们认为磁性在决定一个系统是否表现出正常的热膨胀、因瓦效应或其他方面起着至关重要的作用。关键的决定因素是最近邻铁原子的局部磁矩的相对取向随着系统被加热而波动的速率。
2010-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties in a partially oxidized nanocomposite of Cu-CuCl
用部分氧化的Cu-CuCl纳米复合材料研究了超薄反铁磁（AFM）表面CuO的磁性。采用X射线衍射、X射线光电子能谱学、X射线激发俄歇电子能谱、透射电子显微镜和磁性测量等手段对样品进行了表征。表征结果表明，复合材料具有核壳结构。氧化前为（Cu）核/（CuCl）壳，氧化后为（Cu）核/（Cu2O + CuCl+微小CuO）壳。磁性测量表明，在低于凝固点TF的温度下，存在类似铁磁（FM）的开放磁滞。在高场区，出现顺磁（PM）响应，而没有显示饱和的迹象。此外，场相关磁化（M-H）测量在T> TF时类似PM。这些有趣的磁性显然是由外表面上的AFM CuO引起的。这主要归因于Cu~（2+）的未补偿表面自旋和表面随机势的影响。更有趣的是，根据场冷却/零场冷却（FC/ZFC）测量，在T <TF时，Cl-阴离子的存在下，磁化率大大增强。这进一步支持了杂质的无序或挫折效应会降低CuO的AFM有序性并增加未补偿自旋的水平的观点。
2006-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Composite Self-Arrangement in Iron-Implanted Epitaxial Palladium Thin Films
我们报告的稀$Pd_{1-x}Fe_x$组合物的形成下的离子束注入外延钯薄膜的可调磁性能。通过将$40 keV$和$3.0\cdot10^{16}$离子分别注入到MgO（001）衬底上的钯膜中，获得了平均铁含量为$0.025$、$0.035$或$0.075$的$ions/cm^2$二元合金。结构和磁性研究表明，铁原子占据规则的fcc-晶格Pd-网站没有任何二次结晶相的形成。所有铁离子注入的Pd薄膜在低温下（低于$200 K$）都表现出铁磁性，居里温度和饱和磁化强度都由注入的铁离子剂量决定。与Fe含量相近的分子束外延生长的$Pd_{1-x}Fe_x$合金薄膜的磁性能相比，Fe离子注入的Pd薄膜具有较弱的面内磁晶各向异性，从而具有较低的矫顽力。在注入的$Pd_{1-x}Fe_x$膜中观察到的多个铁磁共振表明由于旋节分解成具有相同晶体对称性但不同铁含量的区域（推测为层）而形成磁不均匀状态。多相磁结构相对于在$770 K$的真空退火是稳健的，尽管朝向定义明确的局部$Pd-Fe$组合物发展。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural, electronic, and magnetic properties of tris(8-hydroxyquinoline)iron(III) molecules and its magnetic coupling with ferromagnetic surface: first-principles study
利用第一性原理计算，我们系统地研究了面（fac-）和面（mer-）三（8-羟基喹啉）铁（III）（Feq 3）分子的结构、电子和磁性以及它们与铁磁基底的相互作用.计算结果表明，孤立Feq 3的mer-Feq 3比fac-Feq 3更稳定;当引入Hubbard-U项处理高定域Fe 3d电子时，两种Feq 3异构体的基态都是5 μB的高自旋态，而标准DFT计算得到的是1 μB的低自旋态.这些磁性行为可以用八面体配位场分裂理论来解释。此外，我们发现fac-Feq 3具有更强的键合到Co表面比mer-Feq 3和Fe和Co衬底之间发现的反铁磁耦合，起源于由界面氧和氮原子介导的Fe和Co之间的超交换耦合。这些发现表明Feq 3分子膜可能作为自旋电子器件中的一种有前途的自旋过滤材料。
2015-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Controlling Ferromagnetic Ground States and Solitons in Thin Films and Nanowires built from Iron Phthalocyanine Chains
酞菁铁（FePc）是一种分子半导体，其结构单元是一维铁磁链。我们表明，它的光学和磁性的生长策略，获得超过1 T的极高的折射率和调制之间的交换常数15和29 K，通过调整晶体相切换从有机分子束沉积，生产连续的薄膜的纳米晶体与控制的取向，有机气相沉积，生产超长纳米线。磁化测量分析使用一套概念和简单的公式具有广泛的适用性，所有一维铁磁链。他们表明，FePc是最好的描述海森堡模型与偏好的时刻位于分子平面，其中链哈密顿量是非常相似的经典无机磁铁CsNiF 3，但铁磁，而不是反铁磁链间相互作用。孤立子图像很好地描述了大磁场中的数据，其中主导（且拓扑非平凡）自由度是移动的一维磁畴壁，这对于CsNiF 3是成功的，而在低温和低温下，则通过超居里-外斯定律1/（T^2+theta^2）描述了近一维xy和海森堡铁磁体的特征。控制FePc系统的分子取向和铁磁性的能力，并将它们作为薄膜或纳米线在柔性衬底上产生，连同先前报道的铜和钴类似物的纳米线的优异晶体管特性，使它们潜在地可用于磁光和自旋电子器件。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Non-Heisenberg Magnetic Interactions on Defects in Ferromagnetic Iron
海森堡哈密顿量的基本缺陷突出的背景下，其应用BCC铁，包括晶格缺陷建模时产生的特定问题。交换积分使用磁力定理进行评估。双线性交换耦合常数计算的所有相互作用对的原子磁矩在大型模拟细胞含有缺陷，使直接映射到海森堡哈密顿的磁能，并揭示其局限性。我们提供了一个简单的过程中提取的朗道参数DFT计算，构建海森堡朗道哈密顿量。我们定量地展示了朗道项如何修正交换能超曲面，这对于准确评估缺陷的能量和迁移势垒是必不可少的。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism in iron at high pressures
使用基于第一性原理的磁紧束缚总能量模型，计算了铁（fcc或$γ$ -Fe，和hcp或$ε$-Fe）以及铁磁bcc铁（$α$ -Fe）中各种有序自旋构型的磁化能和磁矩。对于hcp，最小化不利的铁磁最近邻排序的非共线反铁磁自旋配置是最低能量状态，并且在高达约75 GPa时比非磁性$ε$铁更稳定。考虑非共线磁性产生更好的协议与实验的状态方程，相比之下，非磁性状态方程，这是在50 GPa以下的实验较差的协议。
2003-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Cavity quantum electrodynamics with ferromagnetic magnons in a small yttrium-iron-garnet sphere
将集体自旋激发与具有高协同性的腔体混合，为腔量子电动力学提供了一个新的研究课题，并在量子信息方面具有潜在的应用前景。在这里，我们报告了一个小的钇铁石榴石（YIG）球在低温和室温下与铁磁磁振子腔量子电动力学的实验研究。我们第一次观察到一个强耦合的同一腔模式的铁磁共振（FMR）模式和静磁（MS）模式附近的FMR在量子极限。这是在~ 22 mK的温度下实现的，其中腔中的平均微波光子数小于1。在室温下，我们还观察到在同一YIG球中腔模与FMR模的强耦合，并发现FMR模的阻尼率略有增加。这些观测结果揭示了FMR模式对温度的非凡鲁棒性。然而，MS模式变得不可观察到在室温下，在所测量的透射谱的微波腔含有YIG球。我们的数值模拟表明，这是由于MS模式的阻尼率急剧增加。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ferromagnetic Quantum Critical Point in Heavy-Fermion Iron Oxypnictide Ce(Ru$_{1-x}$Fe$_x$)PO
我们对Ce（Ru_{1-x} Fe_{x}）PO进行了~（31）P-NMR测量，以研究铁磁（FM）量子临界性，因为具有二维结构的重费米子（HF）铁磁体CeRuPO通过等价Fe取代Ru而转变为HF顺磁体。我们发现Ce（Ru_{0.15} Fe_{0.85}）PO在低至\sim 0.3 K时表现出临界涨落，同时Fe取代对居里温度和有序矩的持续抑制。这些实验结果表明，FM量子临界点（QCP）的存在下，在x \sim 0.86，这是一个罕见的例子巡回铁磁体。此外，我们还指出Ce（Ru_{0.15} Fe_{0.85}）PO的临界行为与YbRh_{2} Si_{2}中的临界行为有相似之处，其中讨论了$f$电子的局域临界性.发现Ce（Ru_{1-x} Fe_{x}）PO是研究HF化合物FM量子临界性的新体系。
2012-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlation between spin-phonon coupling and magneto-electric effects in CoFe2O4/PMN-PT nanocomposite: Raman Spectroscopy and XMCD study
研究了CoFe_2O_4/PMN-PT复合体系中晶格与自旋通过应变相互作用的耦合。X射线衍射和拉曼光谱研究表明，PMN-PT在居里温度（450 K）前后，CoFe 2 O 4晶格发生了显著的变化。随后，CoFe 2 O 4/PMN-PT复合材料揭示了跨PMN-PT的Tc（450 K）的磁矩的突然下降。而CoFe_2O_4在此温度范围内表现出典型的铁磁行为。这些发现建立了复合材料中CoFe_2O_4和PMN-PT之间由于界面应变传递而产生的自旋-晶格耦合。通过测量极化和未极化的电场对CoFe_2 O_4/PMN-PT复合材料的磁化强度和磁电系数的影响，证明了应变的引入导致了磁电耦合。X射线磁性圆二色性（XMCD）分析表明，极化后的CoFe 2 O 4/PMN-PT复合材料中，阳离子（Fe 3 +/Co 2+）在四面体和八面体位置发生了重新分布，证实了复合材料中磁有序和电有序之间的耦合。磁电耦合系数α随直流磁场的变化曲线表明，极化后样品的磁电耦合系数α值增大，表现出滞后行为，这是由于极化后样品中复合材料的磁畴结构发生了应变诱导的变化。这些结果表明，CoFe_2O_4/PMN-PT复合材料中自旋晶格耦合的存在可能是通过应变相互作用产生强磁电效应的机制。
2022-02-24 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
Carrier density dependence of the magnetic properties in iron-doped Bi2Se3 topological insulator
研究了掺铁拓扑绝缘体Bi 1. 84-xFe 0. 16 Ca x Se 3单晶的电磁性质。通过共掺杂Fe和Ca原子，得到了不同载流子密度（从n型到p型）的铁磁体态。每个Fe原子的有效磁矩估计小至约0.07 $μ$ B。在所有样品中观察到磁性和非磁性相分离。我们的研究结果表明，铁掺杂Bi 2Se 3的体铁磁性不是本征的，无论载流子密度。
2013-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic relaxation in bilayers of yttrium iron garnet/platinum due to the dynamic coupling at the interface
我们发现，在铁磁（FM）/正常金属（NM）双层膜的动态耦合在界面处转移一个额外的磁弛豫的重阻尼运动的传导电子自旋在NM层的FM自旋。而FM弛豫率由于两个磁振子散射和自旋泵随FM膜厚度的增加而迅速下降，由于动态耦合的阻尼不依赖于FM膜厚度。所提出的机制解释了非常大的加宽的铁磁共振线在厚膜的钇铁石榴石后，沉积的Pt层。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci
High-Temperature Quantum Anomalous Hall Insulators in Lithium-Decorated Iron-Based Superconductor Materials
量子反常霍尔（QAH）绝缘体是研究突现拓扑量子效应的关键材料，但其超低的工作温度限制了实验的进行。通过第一性原理计算，我们发现层状铁基超导体材料FeX（X = S，Se，Te）中存在一族稳定的锂掺杂二维结构，并预测了该二维材料中存在室温铁磁半导体和大禁带高Chern数QAH绝缘体.由Li到Fe的电子注入引起的极其鲁棒的铁磁有序，并由2D Fe层中的强铁磁动力学交换稳定。在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下，铁磁性将系统极化成受镜像对称保护的半狄拉克半金属态，SOC效应导致镜像对称的自发破缺并引入狄拉克质量项，从而产生具有相当大的能隙（几十meV）和多个手征边缘模式的QAH态。我们还发现了一个三维QAH绝缘体相，其特征在于在体LiOH-LiFeX中具有宏观数量的手性导电通道。这些发现为在高温下实现新的QAH物理和应用开辟了新的机会。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Quantum Critical Point Induced by Tuning the Magnetic Dimensionality of the Heavy-Fermion Iron Oxypnictide Ce(Ru$_{1-x}$Fe$_x$)PO
我们已经进行了31 P-NMR测量的c轴取向的多晶Ce（Ru 1-xFex）PO的二维层状结构，以了解TCurie抑制的Fe替代的起源。从面内和面外磁涨落以及静态自旋磁化率与面内磁涨落的关系，研究了磁涨落特性随x的变化。结果发现，三维铁磁（FM）的相关性是占主导地位的，并引起FM有序CeRuPO。随着x的增加，面外涨落被显著抑制，并且发现FM涨落在FM量子临界点（QCP）附近变为二维。我们的NMR结果强烈表明，一个独特的FM QCP在Ce（Ru 1-xFex）PO诱导沿c轴的磁相关的抑制，这是一个不同的机制，从重费米子化合物中推测。
2013-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tensile strain-induced softening of iron at high temperature
在弱铁磁材料中，由温度或化学引发的原子构型的微小变化可以改变导致非随机原子自旋取向的磁相互作用。不同的磁状态，反过来，可以产生实质上不同的宏观性质。一个典型的例子是铁，当人们通过将温度升高到或超过其居里点$T_{\text{C}}^{0}=1043$ 1，K，逐渐去除磁性长程序时，铁表现出各种各样的性质。使用第一性原理理论，在这里，我们表明，单轴拉伸应变也可以不稳定的铁中的磁序，并最终导致铁磁到顺磁的转变温度远低于$T_{\text{C}}^{0}$。因此，理想单晶体心立方铁的本征强度在高于临界温度$\sim 500$ 1，K时急剧减弱。发现的应变诱导磁机械软化提供了一个合理的原子级机制背后的观察到的下降的测量强度的Fe晶须约$300-500$ \，K。具有部分恢复应变Fe晶格中的磁序的能力的合金添加物将强度软化情形的临界温度推向未变形晶格的磁转变温度。这可以导致在高温下令人惊讶的大的合金化驱动的强化效果，如这里在Fe-Co合金的情况下所示。
2016-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of polymerized C$_{60}$ with Fe
我们提供的证据表明，高压高温（2.5 GPa和1040 K）处理的铁与富勒烯粉末的混合物导致铁完全转化为碳化铁Fe $_3$ C。这里研究的样品的磁性能（居里温度和磁矩）的比较和那些为铁磁性聚合物Rh-C $_{60}$表明，在这些样品中报告的主要铁磁性信号是由于Fe $_3$ C和不相关的碳的铁磁性最初解释。考虑到这项研究所获得的结果，最近撤回了关于"磁性碳”的原始论文（Nature { \bf 413}，716（2001））。
2006-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of oxygen doping and oxidation state of iron on the electronic and magnetic properties of BaFeO$_{3-δ}
采用密度泛函方法，采用广义梯度近似和GGA+U方法研究了立方相钙钛矿BaFeO $_{3-δ}$（$0 \le δ\le 0.5$）的结构、电子和磁性.根据我们的计算，BaFeO $_3$在其化学计量立方结构中应该是半金属和强铁磁的，具有极高的居里温度（$T_C$）700 - 900 K。然而，$T_C$的这种估计与所有可用的实验不一致，这些实验报告BaFeO $_3$和未掺杂的BaFeO $_{3-δ}$膜的$T_C$在111 K和235 K之间变化，或者，在那里没有检测到铁磁顺序。拟合计算的x射线磁性圆二色光谱的实验功能看到的BaFeO $_3$，我们得出结论，在我们的模型中的氧空位的存在下，使一个很好的协议。因此，在BaFeO $_3$中测得的相对低的$T_C$可以通过材料中固有存在的氧空位来解释。由于O空位附近的铁物种将它们的氧化态从$4+$改变为$3+$，Fe $^{4+}$和Fe $^{3+}$之间的相互作用（其是反铁磁性的）削弱了系统中的有效磁相互作用（其主要是铁磁性的）。随着BaFeO $_{3-δ}$中$δ$的增加，其$T_C$减小到磁序变为反铁磁时的临界值。我们对BaFeO $_{3-δ}$的电子结构的计算说明了铁磁性是如何产生的，以及如何在远高于室温的温度下保持这种立方钙钛矿的强铁磁性。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Near-Room-Temperature Ferromagnetic Behavior of Single-Atom-Thick 2D Iron in Nanolaminated Ternary MAX Phases
本文通过同晶置换反应合成Ta2FeC、Ti2FeN和Nb2FeC三种含单原子厚二维铁层的三元磁性MAX相，其居里温度接近室温，饱和磁化强度比部分Fe取代的V2(Sn,Fe)C高近两个数量级，为利用MAX相模板设计二维铁磁材料提供了新途径。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Interface-Induced Superconductivity in Magnetic Topological Insulator-Iron Chalcogenide Heterostructures
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；University of Washington（华盛顿大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究通过分子束外延合成磁性拓扑绝缘体与反铁磁铁硫化物异质结构，发现界面诱导超导性，实现了超导性、铁磁性和拓扑带结构的共存，为拓扑超导和马约拉纳物理研究提供了平台。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ferromagnetism in defect-ridden oxides and related materials
高温铁磁性在含少量磁性掺杂物的氧化物薄膜和纳米颗粒中的存在仍然存在争议。有些人认为这些材料是稀磁半导体，而另一些人认为它们是铁磁性的，只是因为磁性掺杂剂形成了二次铁磁性杂质相，如钴金属或磁铁矿。也有d0系统和其他不含磁性离子的缺陷氧化物的报道。在这里，我们调查二氧化钛（金红石）含有1 - 5%的铁阳离子，并发现，室温铁磁性的脉冲激光沉积制备的薄膜是不是由于磁有序的铁。薄膜既不是稀磁半导体，也不是铁基铁磁杂质相的宿主。提出了一种新的缺陷相关的铁磁性模型，该模型涉及自旋分裂缺陷带，该缺陷带由来自邻近电荷库的电荷转移填充，在本例中，氧化物晶格中的Fe 2+和Fe 3+离子的混合物。该模型的相图显示了非均匀的Stoner铁磁性如何取决于电子总数Ntot、Stoner交换积分I和缺陷带宽W;带占有率由d-d库仑相互作用U决定。存在铁磁金属、半金属和绝缘体以及铁磁金属和绝缘体的区域。高温斯通纳磁性的一个特征是无滞后磁化曲线，其在室温以下实际上与温度无关。这与由局部偶极场确定的游荡铁磁轴有关。磁化强度受缺陷浓度的限制，而不受3d掺杂的限制。只有1 - 2%的薄膜是磁性有序的。
2010-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Atomic, electronic and magnetic structure of graphene/iron and nickel interfaces: theory and experiment
第一性原理计算的碳覆盖的镍和铁基板上的原子，电子和磁性结构的影响表明，在金属基板的原子上的原子间距离和磁矩的变化微不足道。单层和少层石墨烯对铁表面的覆盖引起层之间的轨道占据和交换相互作用的显著变化，而镍基板的情况下，轨道有序和交换相互作用的变化要小得多。实验测量表明Fe@C纳米颗粒中存在铁磁性fcc-铁和Ni@C纳米颗粒的超顺磁性行为。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Helicoidal ordering in iron perovskites
我们考虑磁有序的材料与负电荷转移能量，如铁钙钛矿氧化物。我们发现，对于导带中大量的氧空穴，双交换机制有利于金属（如SrFeO_3）和具有小禁带的绝缘体（如CaFeO_3）中的螺旋自旋有序而不是铁磁自旋有序.我们讨论了这些材料的磁激发谱和压力对磁有序的影响。
2004-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Magnetoresistance at the Interface of Iron Thin Films
具有单个$25 nm$厚铁磁层的Ag/Fe/Ag和Cr/Fe/Cr三层膜表现出巨磁电阻（GMR）型行为。对于平行和横向磁场叠加，电阻随Langevin型磁场的变化而减小，直到B=12 T。这一现象可以用颗粒状界面结构来解释。Fe/Ag多层膜的结果也解释在颗粒界面的磁阻。
2000-11-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles thermoelasticity of bcc iron under pressure
我们研究了铁磁性体心立方铁的弹性和各向同性聚集体性质作为温度和压力的函数，通过计算Helmholtz自由能的体积守恒应变结构，使用第一性原理线性响应linear-muffin-tin-orbital方法和广义梯度近似。我们包括电子激发的贡献，自由能的能带结构，声子的贡献，准谐波晶格动力学。我们计算的弹性模量和它们的温度和压力的依赖性与现有的实验和理论数据之间进行了详细的比较。
2006-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic and incommensurate spin fluctuations in hcp iron and some other nearly magnetic metals
我们提出了一个从头算理论形式的静态顺磁自旋磁化率的金属在有限温度下。由于考虑了相对论效应，例如自旋-轨道耦合，我们可以确定自旋涨落的各向异性或易磁化轴。计算结果表明，hcp铁在T_N = 69 K以下，在最低压力下不稳定到ab平面的无公度反铁磁（AFM）模（与嵌套费米面有关）。随着压力的增加，T_N迅速下降到零。计算的钇的磁化率是一致的螺旋，不相称的AFM秩序中发现的许多稀土稀钇合金。最后，根据实验数据，我们发现三重态超导体Sr_2RuO_4正常态的无公度AFM和铁磁自旋涨落的易磁化轴分别垂直和平行于晶体c轴.
2002-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A comparison of the magnetic properties of Proton- and Iron-implanted graphite
在这项工作中，我们已经调查了高度取向的热解石墨样品的磁性能的变化后，照射与$\sim 3 \times 10^{14}$质子或$ 3.5 \times 10^{13} ... 3.5 \times 10^{14}$铁离子与能量在MeV范围内。我们的研究结果表明，铁和质子辐照可以产生类似的顺磁贡献取决于注入温度。然而，只有质子会引起铁磁效应。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
External magnetic field suppression of carbon diffusion in iron
University of Illinois, Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本研究通过DFT计算揭示外部磁场通过改变电子密度态结构抑制铁中碳扩散的机制。
2025-11-21 cond-mat.mtrl-sci
First and second order magnetic anisotropy and damping of europium iron garnet under high strain
本研究通过脉冲激光沉积制备不同应变的外延EuIG薄膜，发现其磁各向异性含线性应变依赖的一阶项与二次应变依赖的二阶项，且Gilbert阻尼基本恒定，为自旋电子材料研发提供指导。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
