The electronic structures of TiO2/Ti4O7, Ta2O5/TaO2 interfaces and the interfacial effects of dopants
利用屏蔽交换（sX-LDA）泛函研究了TiO 2/Ti4 O 7和Ta 2 O 5/TaO 2界面的电子结构。这两种双层结构都是用于高性能RRAM的有用基础结构。我们发现两个界面的系统费米能都在相应化学计量氧化物的导带边之上。根据Ta 2 O 5和TiO 2中氧空位的电荷跃迁能级，氧空位稳定在-2带电状态。我们建议引入界面掺杂剂使系统费米能级下移，从而使+2电荷氧空位能够稳定，这对于电场下的受控开关是重要的。提出了几种偶极模型来解释界面掺杂引起的费米能级移动。
2015-07-27 cond-mat.mtrl-sci
In-plane antiferromagnetism in $Na_{0.5}CoO_2$ induced by $Sb_{Co}$ dopants
$Na_xCoO_2$具有迷人而复杂的磁性相图，可以通过掺杂进一步操纵。本文采用基于Hartree-Fock杂化泛函的密度泛函理论研究了电子掺杂对$Na_xCoO_2$中$Co^{4+}$离子间磁耦合的影响。我们发现，通过取代$Sb_{Co}$掺杂剂的电子掺杂翻转的平面内的铁磁耦合之间的$Co^{4+}$离子在未掺杂的化合物的反铁磁。然而，通过间隙$Cu_{Int}$的电子掺杂不具有与$Cu_{Int}$掺杂剂离开化合物铁磁性类似的效果，就像未掺杂化合物的情况一样。结果表明，在$Na_{0.5}CoO_2$的磁相的关键依赖于掺杂剂和它的掺入位置。
2019-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Dopant-vacancy binding effects in Li-doped magnesium hydride
采用从头计算和统计力学相结合的方法研究了Li+取代Mg 2+的氢化镁（MgH 2）中伴随着氢空位形成的正电荷（相对于原始离子）.我们在这里表明，掺杂剂和空位缺陷之间的结合能导致一个显着的分数被困的空位，因此，可用于扩散的自由空位的数量急剧减少。自由空位的浓度最初随掺杂剂浓度增加，但在约1摩尔% Li掺杂时达到最大值，并随着进一步掺杂而缓慢降低。在最佳掺杂水平下，相应的自由空位浓度远高于典型储氢条件下纯MgH 2中带电和中性空位的平衡浓度。我们还表明，锂掺杂的MgH 2是结晶亚稳相对于纯镁和锂离子电池在任何显着的锂浓度的相分离，即使在考虑由掺杂剂-空位相互作用和构型熵效应提供的稳定。我们的研究结果表明，锂掺杂可以提高氢扩散氢化物，但只有在有限的程度上确定的最佳掺杂剂浓度和条件的掺杂相的稳定性。
2010-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of metal dopant on structural and magnetic properties of ZnO nanoparticles
采用共沉淀法合成了Zn_（1-x）R_xO（R = Li，Mg，Cr，Mn，Fe和Cd），R离子的质量分数为3%。通过对样品的相组成、晶体结构、形貌、密度泛函理论（DFT）和磁性能的研究，探讨了R离子部分取代Zn 2+对样品磁性能的影响。X射线衍射分析表明，R掺杂对ZnO的晶格参数影响不大，掺杂后样品的结晶度提高。我们的研究结果表明，引入Cr，Mn和Fe以及Mg到ZnO诱导一个明确的磁矩没有任何明显的扭曲的结构形态。掺杂剂原子的空间配置是由第一性原理计算确定的，从而更好地理解负责磁性的掺杂剂原子的位置。计算得到Cr、Mn和Fe的磁矩分别为3.67、5.0和4.33 μB/掺杂原子，与实验值一致。虽然Cr和Fe倾向于形成团簇，但Mn更倾向于在系统内保持均匀分布，避免团簇衍生的磁性。
2021-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Effects of magnetic dopants in (Li$_{0.8}$M$_{0.2}$OH)FeSe (M = Fe, Mn, Co): a density-functional theory study using band unfolding technique
采用基于第一性原理超原胞计算的能带展开（$k$ -投影）方法研究了Fe掺杂对（Li $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$ OH）FeSe电子能带结构的影响.在LiOH层中掺杂20% Fe对能带结构有显著的影响，即Fe杂质对FeSe层的电子掺杂不仅使费米能级发生移动，而且使费米能级附近的能带轮廓发生显著变化.然而，掺杂剂中的磁有序对能带结构的影响很小，这是由于在LiOH和FeSe层之间仅存在弱键合的事实。表面FeSe层的电子能带在费米能级的位置和高对称点附近的能带细节上与内层的电子能带有明显的不同。表面FeSe层的能带结构与角分辨光电子能谱结果一致，其中Fe原子处于棋盘式反铁磁顺序。Mn和Co的掺杂对（LiOH）FeSe的能带结构有相似的影响。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of dopant ordering on the stability of ferroelectric hafnia
所有重要的化合物氧化铪（HfO2）的薄膜可以在正交铁电（FE）状态下制备，这对于例如存储器或负电容场效应晶体管中的应用是理想的。然而，这种FE状态的起源仍然是一个谜，因为从表面和尺寸效应到形成动力学，没有一种拟议的稳定机制是完全令人信服的。有趣的是，它是已知的掺杂HfO2与各种阳离子有利于FE多晶型的发生，然而，现有的第一原理的工作表明，掺杂本身是不足以稳定的极性相超过通常的非极性单斜基态。在这里，我们使用第一性原理的方法来重新审视这个问题。我们考虑两个代表性的等价替代掺杂剂，Si和Zr，并研究其在HfO2晶格内的优选排列。我们的研究结果表明，像Si这样的小原子在HfO 2的FE正交相中可以采用非常稳定的构型（在特定晶面内形成层），但在非极性单斜相中相对不那么稳定。此外，我们发现，在低浓度下，这样的掺杂剂订购产生FE基态，通常的顺电相成为一个更高的能量亚稳多晶型。我们讨论了我们的研究结果的影响，这是一个明确的一步了解铁电性HfO2。
2020-02-07 cond-mat.mtrl-sci
High On/Off Ratios in Bilayer Graphene Field Effect Transistors Realized by Surface Dopants
双层石墨烯显示出可通过外部电场调节的带隙的独特性质使得各种不同的器件概念具有用于电子、光电和传感器应用的新颖功能。到目前为止，基于双层石墨烯的场效应晶体管的操作需要两个单独的栅极来改变沟道的电导并产生带隙。在本文中，我们报告了一种方法，以增加在单栅双层石墨烯场效应晶体管的开/关比吸附质掺杂。石墨烯上侧上的吸附物掺杂剂建立垂直于石墨烯表面的位移场，破坏两个石墨烯层的反转对称性。低温测量表明，增加的开/关比是由迁移率间隙的开放引起的。除了场效应晶体管之外，所提出的方法还可以用于其他基于双层石墨烯的器件，如用于THz到红外辐射的光电探测器、化学传感器和更复杂的结构，如反点或超晶格，其中必须创建人工潜在景观。
2011-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Electromechanical dopant defect interaction in acceptor doped ceria
氧缺陷的氧化铈表现出非经典的巨大的机电响应，是优于铅基电致伸缩。在这项工作中，我们报告的关键作用的受主掺杂剂，具有不同的大小和价态Mg 2+，Sc 3+，Gd 3+，和La 3+，在多晶块体氧化铈。不同的掺杂剂通过改变电空间掺杂剂缺陷相互作用来调节电致伸缩特性。当相互作用较弱时（空位结合能为0.3eV），薄膜的电致伸缩系数较高，可达10 ~（-17）m ~ 2 V ~（-2），并具有很强的时间依赖性。相比之下，我们没有观察到时间依赖性的影响时，相互作用变得很强0.6 eV。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Benchmarking acid and base dopants with respect to enabling the ice V to XIII and ice VI to XV hydrogen-ordering phase transitions
用盐酸（HCl）掺杂冰V、VI和XII的氢无序相，发现了它们的氢有序对应物冰XIII、XV和XIV。然而，氢有序相变的机制细节仍然没有完全理解。这特别包括酸掺杂剂的作用和它在冰内产生的缺陷动力学。在这里，我们研究了几种酸和碱掺杂剂的冰V和VI的氢有序量热法和X-射线衍射的影响。HCl被认为是最有效的两个阶段，这是由于一个有利的组合，高溶解度和强酸性能，创建移动H3 O+缺陷，使氢排序过程。氢氰酸（HF）是第二种最有效的掺杂剂，突出了HCl和HF在冰中的酸强度比在液态水中的酸强度更相似。令人惊讶的是，氢溴酸掺杂促进冰VI中的氢有序化，而对于冰V仅观察到非常小的影响。相反，氢氧化锂（LiOH）掺杂实现了与冰V中的HF掺杂相当的性能，但在冰VI的情况下是无效的。氢氧化钠、氢氧化钾（如前所示）和高氯酸掺杂对这两个相都是无效的。这些发现强调了未来计算研究的必要性，但也提出了一个问题，为什么LiOH掺杂实现冰V的氢有序化，而氢氧化钾掺杂对“普通”冰Ih最有效。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Tuning near-gap electronic structure, interface charge transfer and visible light response of hybrid doped graphene and Ag3PO4 composite: Dopant effects
掺杂石墨烯（GR）/半导体纳米复合材料的增强的光催化性能最近被广泛观察到，但对其背后的潜在机制的理解仍然遥不可及。作为研究掺杂效应的模型体系，我们采用第一性原理计算研究了掺杂GR/Ag 3 PO 4纳米复合材料的电子结构和光学性质，结果表明掺杂剂可以调节GR/Ag 3 PO 4（100）复合材料的带隙、近带隙电子结构和界面电荷转移.有趣的是，掺杂原子和键合到掺杂剂上的C原子由于相互作用引起的电荷重新分布而带正电荷或负电荷，因此成为掺杂剂的活性位点。掺杂可以增强可见光吸收和光生电子转移。我们认为，N原子可能是GR/Ag 3 PO 4光催化剂的最佳掺杂。该工作可以合理化现有的实验结果，N掺杂GR-半导体复合材料，并丰富了我们的理解掺杂GR基复合材料中的掺杂剂的作用，开发高性能的光催化剂。
2015-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Theoretical Study on Anisotropic Magnetoresistance Effects of Arbitrary Directions of Current and Magnetization for Ferromagnets: Application to Transverse Anisotropic Magnetoresistance Effect
本文发展了一个关于铁磁体在任意方向电流和磁化作用下的各向异性磁电阻效应的理论。在这里，我们使用电子散射理论与$s$-$s$和$s$-$d$散射过程，其中$s$是传导电子状态和$d$是本地化d状态。由于电子散射的电阻率由电流方向的d态的概率密度表示。d态的数值计算通过应用精确对角化方法的d态的哈密顿与交换场，晶体场，和自旋-轨道相互作用。利用这一理论，我们研究了具有立方或四方对称晶场的强铁磁体的横向AMR（TAMR）效应。三次系统表现出四重对称的TAMR效应，而四次系统表现出二重和四重对称的TAMR效应。在此基础上，对Fe $_4$ N的TAMR效应的实验结果进行了评述。
2022-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Loop-level surrogate modeling of dopant-distribution effects in Ba(Zr,Ti)O$_3$
Materials Center Leoben Forschung GmbH（莱奥本材料研究中心有限公司）
研究通过代理模型快速筛选掺杂分布对铁电材料性能的影响，揭示不同掺杂形态对滞后行为和性能指标的调控作用。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Effects of dopant type and concentration on the femtosecond laser ablation threshold and incubation behaviour of silicon
在激光微加工中，烧蚀阈值（引起烧蚀所需的最小能量密度）是材料去除效率的关键性能参数和总体指标。对于脉冲激光微加工，这一重要的可观察性取决于材料特性、脉冲特性和以复杂方式施加的脉冲的数量，而这种复杂方式尚未得到很好的理解。孵化效应就是一个例子。它表现为烧蚀阈值的变化作为施加的激光脉冲的数量的函数，并且由材料中的光致缺陷累积驱动。在这里，我们研究飞秒（800 nm，110 fs，0.1-1 mJ/脉冲）微加工的材料具有明确的初始缺陷浓度：掺杂硅在一系列的掺杂剂类型和浓度。观察到单脉冲烧蚀阈值（Fth，1）随着掺杂剂浓度的增加而降低，从未掺杂Si的最大值0.70 J/cm 2（+/-0.02）降低到高度N型掺杂Si的0.51 J/cm 2（+/-0.01）。对于N型掺杂的Si，该效应大于P型掺杂的Si，这与电子的载流子迁移率比空穴的载流子迁移率高一致。相比之下，无限脉冲消融阈值（Fth，inf）是相同的所有掺杂水平和类型。我们将这种渐近行为归因于最大缺陷浓度，它与初始缺陷浓度和类型无关。这些结果有助于深入了解多脉冲，飞秒激光烧蚀的机制。
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci
A brief introduction to giant magnetoresistance
巨磁电阻（GMR）是在由交替的铁磁层和非铁磁层组成的薄膜结构中观察到的一种量子力学磁电阻效应。该效应表现为在存在磁场的情况下电阻的显著降低（典型地10-80%）。硬盘驱动器制造商在商业上利用了这种效应。2007年诺贝尔物理学奖授予阿尔伯特·费特和彼得·格伦伯格，以表彰他们对巨磁电阻的发现。
2014-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Probing efficient n-type lanthanide dopants for Mg$_3$Sb$_2$ thermoelectrics
最近发现的n型Mg $_3$ Sb $_2$热电材料引发了广泛的研究活动，寻找潜在的n型掺杂剂，这种材料。使用第一性原理缺陷计算，在这里，我们进行了系统的计算筛选潜在的有效的n型镧系元素掺杂剂的Mg $_3$ Sb $_2$。除了La，Ce，Pr，和Tm，我们发现，高电子浓度（$\geq$ 10 $^{20}$ cm $^{-3}$在900 K的生长温度）可以通过在Mg位点上掺杂Nd，Gd，Ho和Lu来实现，这通常比其他镧系元素掺杂剂和阴离子位点掺杂剂Te更有效。实验上，我们确认Nd和Tm作为Mg $_3$ Sb $_2$的有效n型掺杂剂，因为用Nd和Tm掺杂显示出具有比用Te掺杂更高的电子浓度的优异热电优值zT $\geq$ 1.3。通过Nd（Tm）和Te的共掺杂，实现了功率因数的同时提高和热导率的降低。结果，在775 K下，我们在n型Mg $_{3.5}$ Nd $_{0.04}$ Sb $_{1.97}$ Te $_{0.03}$和Mg $_{3.5}$ Tm $_{0.03}$ Sb $_{1.97}$ Te $_{0.03}$，分别，这是在没有与Mg $_3$合金化的n型Mg $_3$ Sb $_2$中的最高值双PDMATHAMN。这项工作揭示了探索有前途的n型掺杂剂的Mg $_3$ Sb $_2$热电设计。
2020-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Non-stoichiometry effects on the extreme magnetoresistance in Weyl semimetal WTe2
系统研究了外尔半金属WTe 2的非化学计量效应对极端磁电阻的影响。磁电阻和霍尔电阻率测量的Te空位和退火样品的略有差异，增加Te空位的生长样品。对双载流子模型的拟合表明，磁阻强烈依赖于剩余电阻率比（即，非化学计量的程度），这最终被理解为电子掺杂，其不仅打破了电子型和空穴型载流子密度之间的平衡，而且降低了平均载流子迁移率。因此，补偿效应和磁迁移率可能是WTe 2极端磁阻的主要驱动力。
2018-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Dopant size effect on BiFeO$\rm_{3}$ perovskite structure for enhanced photovoltaic activity
本研究是使用第一性原理密度泛函理论计算在gpaw代码。分析和研究了单斜$P2_1/m$空间群Ba掺杂BiFeO $_3$（BFO）中Li、Cs或两者掺杂的原子尺寸效应。计算结果表明，Cs掺杂BFO的光电流密度明显提高，这可能是由于吸收峰展宽和双等离子体激元的产生。两个尺寸相差较大的原子共掺杂比单个小尺寸原子掺杂对等离子体激元的宽度和峰值有显著的影响。在10 eV量级的更高光子能量范围，折射率降低到$n(ω) \to 1$，这意味着光波可以隧穿原始的和掺杂的BFO而没有任何相变，因此表明其作为光子应用的有效候选者的潜力。此外，掺杂的BFO显示出丰富的光电流产生特性，这在太阳能电池和光伏应用中将是重要的。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-size effect and tunneling magnetoresistance in ferromagnetic-semiconductor quantum heterostructures
研究了铁磁半导体GaMnAs量子阱异质结中的共振隧穿效应及其引起的隧穿磁电阻（TMR）的增加。GaMnAs量子阱的量子能级可以用考虑p-d交换作用的价带kp模型来解释。研究还发现，电极注入载流子的费米能级对观察该系统中的共振隧穿是重要的。
2006-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Magnetoresistance and Nontrivial Spin Hall Magnetoresistance in Pt/$α$-Fe$_2$O$_3$ Bilayers
迄今为止，磁邻近效应（MPE）只在铁磁体（FM）为基础的系统中被最终观察到。本文报道了在10 K下，在反铁磁（AF）$α$ O $_3$（0001）外延膜上Pt的角相关磁电阻（ADMR）测量中观察到的反常霍尔效应和各向异性磁电阻，为MPE提供了证据.与所有其他FM和AF系统相比，$α$ -Fe $_2$ O $_3$的Néel顺序和Pt中的诱导磁化强度显示出独特的ADMR。建立了一个宏观自旋响应模型，该模型可以解释Pt/ $α$ O $_3$双层膜中的AF自旋组态和所有主要的ADMR特征.
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Nitrogen Dopants and Native Point Defects in Graphene
为了理解氮掺杂与石墨烯中本征点缺陷之间的相互作用，我们通过密度泛函理论计算研究了含空位和Stone-Wales（SW）缺陷的氮掺杂石墨烯的能量稳定性.我们的研究结果表明，N取代积极地倾向于发生在缺陷附近的碳原子，特别是那些网站具有较大的键缩短，表明缺陷引起的应变起着重要的作用，在有缺陷的石墨烯中的N掺杂剂的稳定性。在单空位的存在下，N掺杂剂的最稳定的位置是类吡啶配置，而对于其他点缺陷的研究（SW缺陷和双空位）N更喜欢在五边形环的网站。原生点缺陷对N掺杂剂的影响相当强：虽然N掺杂在无缺陷的石墨烯中是吸热的，但对于有缺陷的石墨烯，它变成放热的。我们的结果表明，本征点缺陷和N掺杂剂相互吸引，即，合作效应，这意味着替代N掺杂剂将增加点缺陷产生的概率，反之亦然。我们的研究结果支持最近的实验研究石墨烯的N掺杂。此外，我们指出了聚集的多个N掺杂剂附近的原生点缺陷的可能性。最后，我们对Fe吸附对N掺杂剂聚集稳定性的影响作了简要的评论。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Immense tunnel magnetoresistance mediated by Coulomb blockade effect and current-driven magnetization reversal in Co clusters embedded in a TiO2 matrix
由于对实验数据的错误解释，这篇文章被作者撤回。
2010-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Extreme magnetoresistance induced by Zeeman effect-driven electron-hole compensation and topological protection in MoSi$_2$
磁阻是由磁场引起的材料电阻率的变化。最近的研究表明，在几种非磁性半金属中存在极大的磁电阻，这可以用电子空穴补偿或费米表面拓扑结构或两者的结合来解释。在这里，我们提出了一个单晶体的研究MoSi $_2$，它具有非常大的磁阻，接近近10 $^7$ %，在2 K和14 T磁场。结果表明，MoSi $_2$中的电子-空穴补偿能级随磁场的变化而变化，这是由于强的塞曼效应引起的，有利于提高非饱和磁电阻。在de Haas-van Alphen振荡中的非平凡Berry相和对载流子的后向散射的适度抑制为这种半金属的拓扑性质提供了支持。拓扑保护的载流子的超大载流子迁移率将MoSi 2的磁电阻增强到前所未有的大值。
2017-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Engineering Diffusivity and Operating Voltage in Lithium Iron Phosphate through Transition Metal Doping
采用密度泛函方法计算了过渡金属掺杂的橄榄石磷酸盐$LiFe_{1-x}M_{x}PO_{4}$（M = V，Cr，Mn，Co和Ni）的电化学扩散系数、带隙和开路电压.通过计算扩散$Li^{+}$离子所经历的活化势垒$V_{act}$，研究扩散和因此的离子电导率。我们发现，掺杂剂对扩散的影响是站点依赖性和短程的，从而它铺平了道路，通过选择性掺杂剂在这个橄榄石磷酸盐的离子电导率的微观控制。与Fe相比具有较低价电子（LVE）的掺杂剂排斥$Li^{+}$离子以促进其向外扩散，而高价电子（HVE）掺杂剂吸引$Li^{+}$离子以促进向内扩散。从电子结构计算中，我们建立了不考虑掺杂剂M，除了Mn，带隙减小，因为M- $d$状态总是位于纯带隙内。HVE掺杂剂的原子局域$d$态位于费米能级之上，而LVE掺杂剂的原子局域$d$态位于费米能级之下，半充满的Mn-$d$态经历了大的自旋交换分裂，将掺杂剂态掩埋在原始系统的价带和导带中，从而使$LiFe_{1-x}Mn_{x}PO_{4}$的带隙保持不变.在Mn的情况下，开路电压随着HVE掺杂剂而增加，并且随着LVE掺杂剂而降低。
2017-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale characterization of nitrogen-doped graphite: Effects of dopant nitrogen on the local electronic structure of the surrounding carbon atoms
我们报告的局部原子和电子结构的氮掺杂石墨表面的扫描隧道显微镜，扫描隧道光谱，X射线光电子能谱学，和第一性原理计算。通过氮离子轰击和热退火制备了掺氮石墨。在原子水平上鉴定了两种类型的氮物种：吡啶-N（N键合到两个C最近邻）和石墨-N（N键合到三个C最近邻）。在吡啶-N和石墨-N物种周围的碳原子费米能级附近的占据和未占据区域分别出现了局域π态的不同电子态。根据实验结果和理论模拟讨论了这些态的起源。
2012-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ge substitution for Si on the anomalous magnetocaloric and magnetoresistance properties of GdMn2Si2 compounds
研究了Ge取代对GdMn_2Si_（2-x）Gex（x=0，1和2）化合物的磁化强度、热容、磁热效应和磁电阻的影响。与Gd有序的磁性转变被发现改变从第二阶到第一阶Ge替代。估算了磁对总热容和熵的贡献。磁热效应已计算的绝热温度变化（deltaTad）以及等温磁熵变（deltaSM）使用的热容数据。这三种化合物的磁热效应的温度依赖性都显示出宽峰。GdMn_2Ge_2的最大Δ SM和Δ Tad分别为5.9 J/kgK和1.2 K。的磁阻被发现是非常大的和积极的最大值约为22%的情况下，GdMn 2Ge 2。在其他两种化合物也，磁电阻主要是积极的，除了在附近的Gd有序温度。这些化合物的磁热效应和磁电阻的反常性质归因于它们的倾斜磁结构。
2006-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous imaging of dopants and free charge carriers by STEM-EELS
固体中的掺杂不均匀性并不罕见，但由于缺乏具有足够高的空间和光谱分辨率的体敏感实验技术，其微观观察和理解受到限制。在这里，我们展示了纳米成像的掺杂剂和自由载流子在La掺杂的BaSnO 3（BLSO）使用高分辨率电子能量损失谱（EELS）。通过分析高能和低能激发的EELS，我们揭示了化学和电子的不均匀性内的一个单一的BLSO晶体。不均匀的掺杂导致独特的本地化红外表面等离子体，包括一个新的等离子体模式，高度限制在高和低掺杂区域之间。我们进一步量化的载流子密度，有效质量，和掺杂剂的激活百分比从EELS数据和运输测量散装单晶BLSO。这些结果代表了一种独特的方式来研究固体中的非均匀性，理解纳米尺度下的结构-性质关系，并开辟了在纳米光子器件设计中利用纳米掺杂纹理的途径。
2022-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect and negative longitudinal magnetoresistance in half-Heusler topological semimetal candidates TbPtBi and HoPtBi
Half-Heusler化合物由于其拓扑非平凡的电子结构而引起了人们的极大关注，这导致了不寻常的电子输运性质。我们深入研究了两个半Heusler相，TbPtBi和HoPtBi的高品质单晶的磁输运性质，追求拓扑非平凡电子态的特征。这两种化合物的横向磁电阻值都很大，在14 T以下的磁场中没有饱和现象。HoPtBi证明了具有两个主频率的Shubnikov-de Haas效应，表明复杂的费米表面;载流子有效质量的提取值相当小，$0.18\,m_e$和$0.27\,m_e$。所研究的化合物表现出负的纵向磁电阻和反常的霍尔效应，这可能是由一个非零的Berry曲率。这两种化合物都表现出强烈的各向异性磁电阻，在HoPtBi表现出蝴蝶般的行为。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Granular Magnetoresistance due to Ferromagnetic Layers
研究了顺序蒸发Fe-Ag结构的巨磁电阻效应。直接的实验证据表明，插入到一个颗粒状结构的铁磁层显着增强的磁阻。自旋极化效应是导致巨磁电阻效应增强的主要原因。在低磁场中巨磁电阻的大幅度增强（高达四倍以上）和线性变化是由自旋极化传导电子在顺磁性颗粒上的散射解释的。
2002-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Negative longitudinal magnetoresistance as a sign of a possible chiral magnetic anomaly in the half-Heusler antiferromagnet DyPdBi
半Heusler反铁磁体DyPdBi的磁输运研究揭示了Weyl半金属的标志性特征：巨大的负纵向磁电阻和平面霍尔效应。这两种效应最近都与手性磁异常有关-外尔节点之间的轴向电荷泵。DyPdBi单晶的磁电阻（MR）非常显著。在纵向于电流方向的磁场中，其达到-80%，并且其相对于在横向场中测量的相对差（表示为各向异性磁阻）非常强：在10 K和14 T下为-60%。DyPdBi的平面霍尔效应对温度和磁场的非单调依赖性，这在以往的研究中还未见报道。我们将用样品中线上的电压接触测量的磁电阻与用其边缘上的接触测量的磁电阻进行比较，并表明电流喷射（各向异性负磁电阻的外部来源）的作用很小。我们讨论了化合物的性质和样品质量排除了弱局域化和手征磁异常以外的负和各向异性磁电阻的内在来源。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect induced spin Hall magnetoresistance in an antiferromagnetic Cr2O3/Ta bilayer
在Cr2 O3/Ta结构中观察到自旋霍尔磁电阻（SMR）和反常霍尔效应（AHE）。研究了Cr_2 O_3/Ta双层膜的结构和表面形貌。纵向和横向电阻测量的温度依赖性证实了Cr2 O3/Ta结构中SMR和AHE信号之间的关系。通过温度相关的磁电阻测量，揭示了Cr_2O_3/Ta结构中SMR的物理起源，并证实了AHE产生的自旋电流对SMR的贡献。Cr_2O_3/Ta双层膜中SMR和AHE的关系可能是由Cr_2O_3膜中的体反铁磁有序引起的边界磁化引起的。
2018-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Reconfigurable Dual Metal-Gate Planar Field-Effect Transistor for Dopant-free CMOS
在本文中，我们通过模拟证明了静电掺杂的可行性，因此可重构的平面场效应晶体管（FET）结构，这是基于我们已经制造和出版的硅纳米线（SiNW）设备。这种双栅通用FET的技术基石包含绝缘体上硅（SOI）衬底上的肖特基S/D结。晶体管类型，即n型或p型FET，可通过施加适当的控制栅极电压在运行中电选择，这显著增加了数字集成电路设计中的通用性和灵活性。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing band gap of graphene by B and N dopant atoms
采用从头计算方法研究了硼（B）和氮（N）掺杂石墨烯片的几何结构和电子结构。掺杂的效果已经通过改变掺杂剂的浓度从2%（50个主体原子中的掺杂剂的一个原子）到12%（50个主体原子中的六个掺杂剂原子）并且还通过考虑对于相同浓度的替代掺杂的不同掺杂位点来研究。所有的计算都是用基于密度泛函理论的VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）进行的。通过B和N掺杂，在石墨烯片中分别诱导p型和n型掺杂。虽然石墨烯片的平面结构不受掺杂影响，但随着掺杂剂数量的增加，电子性质从半金属变为半导体。已经观察到，形成的异构体在稳定性、键长和引入的带隙方面显著不同。当掺杂剂被放置在石墨烯的相同子晶格点处时，由于子晶格的对称性破缺的组合效应，带隙最大，并且当掺杂剂被放置在相邻位置（交替的子晶格位置）处时，带隙闭合。这些有趣的结果提供了根据需要调节石墨烯带隙的可能性，以及其在电子器件中的应用，例如在聚合物电解燃料电池（PEFC）中替代Pt基催化剂。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size Effects in the Magnetoresistance of Graphite: Absence of Magnetoresistance in Micrometer size Samples
本文研究了高取向热解石墨（HOPG）的磁电阻随样品尺寸的变化规律。我们的研究结果明确表明，磁阻随样品尺寸减小，即使是数百微米的样品尺寸。这种样品尺寸效应是由于石墨中载流子的大的平均自由程和费米波长，并且可以解释在量子效应应该在手边的微米限制的小石墨烯样品中观察到的实际上不存在磁阻。这些在文献中还没有考虑到，并要求对石墨的实验和理论工作进行修订。
2007-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous doping effect in black phosphorene from first-principles calculations
利用第一性原理密度泛函理论计算，我们研究了III、IV、V和VI族元素取代掺杂磷烯片的几何结构、电子结构和热力学稳定性.我们发现磷烯的电子性质被掺杂剂原子中的价电子数大大改变。具有偶数价电子的掺杂剂使得掺杂的磷烯具有金属特征，而具有奇数价电子的掺杂剂保持半导体特征，其具有比未掺杂的磷烯更大的带隙。这种偶奇行为归因于磷烯特殊的成键特性以及掺杂剂与磷烯之间的sp轨道的强杂化。计算了磷烯中各种取代型掺杂剂的形成能，结果表明，这种掺杂体系可以是晶体稳定的。
2015-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Extraordinary quasiparticle scattering and bandwidth-control by dopants in iron-based superconductors
由于晶体结构和掺杂方式的不同，铁基超导体的相图呈现出极大的多样性。利用角分辨光电子能谱（ARPES）系统地研究了化学取代对不同系列铁基超导体电子结构的影响。除了异价掺杂对费米面拓扑结构的控制外，我们还发现了两个更为显著的掺杂效应：1。准粒子散射的网站和带的依赖性;更重要的是2。在铁-阴离子层中通过等价和异价掺杂剂的普遍和显著的带宽控制。此外，我们还发现，通过施加化学压力或掺杂电子都可以实现带宽控制，但不能通过掺杂空穴来实现。这些结果与本文提供的其他结果一起，完成了掺杂剂的电子效应的微观图像，这有助于统一理解各种铁基超导体的各种相图和许多公开问题的解决方案。
2014-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Including fringe fields from a nearby ferromagnet in a percolation theory of organic magnetoresistance
随机超精细场是有机半导体低场磁电阻机制的基础。最近的实验表明，另一种类型的随机场--边缘场由于附近的铁磁体--也可以显着影响磁阻。这些边缘场的影响的理论分析是具有挑战性的，因为边缘场的幅度和它们的相关长度的数量级大于超精细耦合。我们扩展了最近的有机磁电阻理论计算的磁电阻与超精细和边缘领域。该理论描述了实验边缘场磁电阻的几个关键特征，包括磁电阻达到极值的外加场，来自边缘场的大磁电阻效应的外加场范围，以及效应的符号。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion of magnetoresistance in magnetic tunnel junctions : effect of pinhole nanocontacts
在很宽的温度范围内，在具有针孔纳米接触的磁性隧道结中观察到了逆磁电阻。隧道磁电阻在较高的偏压和温度下发生符号变化。这种现象归因于通过针孔接触的自旋守恒弹道输运与穿过绝缘间隔层的自旋极化隧穿之间的竞争，其中针孔接触的透射概率接近于1。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-Length-Scale Dopants Analysis of an Image Sensor via Focused Ion Beam-Secondary Ion Mass Spectrometry and Atom Probe Tomography
针对先进CMOS图像传感器中掺杂剂测量的挑战，提出结合聚焦离子束-二次离子质谱（大面积、亚20nm分辨率）与原子探针层析成像（原子尺度定量分布）的多长度尺度表征方法，助力优化半导体器件性能与可靠性。
2025-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-current-related magnetoresistance in epitaxial Pt/Co bilayers in the presence of spin Hall effect and Rashba-Edelstein effect
我们分析了实验获得的自旋电流相关的磁电阻在外延Pt/Co双层膜通过使用漂移扩散模型，结合体自旋霍尔效应和界面Rashba-Edelstein效应（REE）。的磁阻分析产生，为Pt/Co接口，一个温度无关的Rashba参数的顺序为1 e-11 eV m，同意与理论计算，随着一个有效的界面REE厚度为几埃，这是在整体上与我们以前的自旋轨道扭矩分析一致。特别是，我们的研究结果表明，体和界面电荷自旋电流相互转换需要考虑的自旋电流相关的磁阻分析在高导电磁性异质结构，如外延Pt/Co双层。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Giant Longitudinal Magnetoresistance in NiMnSb/InSb: An interface effect
研究了脉冲激光沉积（PLD）法生长的NiMnSb多晶薄膜与n型简并InSb（100）衬底之间的接触的电学和磁输运性质。当外加磁场平行于薄膜表面和电流方向时，观察到负巨磁电阻效应。我们将观察到的现象归因于磁性薄膜沉积过程中形成的磁性沉淀物，并限制在界面处的一个狭窄的层。这些沉淀物对磁电阻的影响取决于系统的热处理。
2005-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetoresistance effect in nanoengineered material
在体材料或人工设计的材料中，磁阻对外部可调参数（例如磁场或化学成分）的周期性响应已被开发用于技术应用以及推进我们对固态物理的许多新颖效应的理解。一些值得注意的例子是层状材料中的巨磁电阻效应、半导体异质结构中的量子霍尔效应和无序金属中电子波函数的相位相干性。近年来，在纳米尺度上设计材料的能力在探索新现象方面发挥了关键作用。使用一个系统，涉及周期性的Co点阵列与周围的多晶铜膜直接接触，我们报告的观察巨热滞和异常振荡的磁阻行为。振荡磁电阻的不寻常之处在于它在100 K < T < 200 K的中温范围内只沿一个场扫描方向观测。减小Cu膜的厚度减弱了磁阻振荡。这些特性表明了一种新的现象，可以用于未来的技术应用。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of the Zero-Mode Landau Level on Inter-Layer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems
本文报道了多层无质量狄拉克费米子系统$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$在静水压力下的层间磁电阻的实验结果及其解释。在垂直于二维平面的磁场中，我们成功地探测到了狄拉克锥接触点处的零模朗道能级（n=0朗道能级）。在层间磁电阻中可以清楚地看到零模朗道载流子的特征，包括塞曼效应。
2009-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Non-Equilibrium Proximity Effect
我们报告各向异性磁电阻在铂|Y3Fe5O12双层膜。尽管Y3Fe5O12是非常好的电绝缘体，但Pt层的电阻反映了其磁化方向。即使在Pt和Y3Fe5O12之间插入Cu层，该效果仍然存在，不包括界面处的感生平衡磁化的贡献。相反，我们表明，这种效应起源于直接和反向自旋霍尔效应的协同作用，因此称之为“自旋霍尔磁阻”。"
2012-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remarkable effects of dopant valency $-$ a comparative study of CaBaCo$_{3.96}$Cr$_{0.04}$O$_7$ and CaBaCo$_{3.96}$Ni$_{0.04}$O$_7$
掺杂剂化合价的独特影响进行了讨论，使用杂质水平1%掺杂的Cr $^{3+}$和Ni $^{2+}$在CaBaCo $_4$ O $_7$。通过对多铁性CaBaCo $_{3.96}$ Cr $_{0.04}$ O $_7$和CaBaCo $_{3.96}$ Ni $_{0.04}$ O $_7$的磁性和介电性质的比较研究，我们强调，尽管在磁自旋和离子半径的差异，Cr掺杂并没有显着改变的性质相比，Co $^{3+}$和Co $^{2+}$，而Ni掺杂引起壮观的变化。特别地，与CaBaCo $_{3.96}$ Cr $_{0.04}$ O $_7$相比，在5.6 kV/cm下，在CaBaCo $_{3.96}$ Ni $_{0.04}$ O $_7$中观察到高达650 ${\rm μ}$ C/mPDMATHABMT的电极化变化的多方面增加，并且更强的磁电耦合导致$\sim$在15 T磁场和低于40 K下的12%的极化变化。此外，磁介电效应暗示在磁转变的温度范围内竞争磁相。我们讨论了所观察到的差异，在一个可能的位置选择性掺杂的Cr $^{3+}$和Ni $^{2+}$在三角形和kagomé层，分别，母化合物的光。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon Broadening Effect by Magnon-Phonon Interaction in Colossal Magnetoresistance Manganites
为了研究锰氧化物巨磁电阻中的磁激发行为，研究了磁振子-声子相互作用系统。当磁振子支与光学声子支相交时，磁振子谱线会突然展宽。展宽的起始点近似由磁振子态密度决定。解释了在低居里温度锰氧化物中观察到的布里渊区边界处的反常磁振子阻尼。
1999-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic tunneling magnetoresistance and tunneling anisotropic magnetoresistance: spin-orbit coupling in magnetic tunnel junctions
研究了自旋轨道相互作用对铁磁/半导体/正常金属隧道结隧穿磁电阻的影响。隧道各向异性磁电阻（TAMR）的解析表达式内推导出的近似中的磁电阻的磁化方向上的依赖性的铁磁体起源于Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合出现在结界面和隧道区之间的干扰。我们还研究了铁磁/半导体/铁磁隧道结的输运性质，表明在这种结构中，自旋轨道相互作用不仅导致TAMR效应，而且导致常规隧道磁电阻（TMR）的各向异性。由此产生的各向异性隧穿磁电阻（ATMR）依赖于铁磁体中的绝对磁化方向。在所提出的模型中，取决于铁磁体的磁化方向，Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用在铁磁体/超导导体界面处产生透射和反射自旋速率之间的差异，这导致费米表面处的各向异性局域态密度以及TAMR和ATMR效应。本文给出了Fe/GaAs/Fe隧道结的模型计算。此外，基于相当普遍的对称性考虑，我们推导出的形式的磁阻依赖于在铁磁体的磁化的绝对取向。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous organic magnetoresistance from competing carrier-spin-dependent interactions with localized electronic and nuclear spins
我们描述了一个新的制度，在有机半导体低场磁电阻，其中本地化的核自旋和电子自旋的自旋弛豫效应的干扰。该制度进行了研究，通过控制添加本地化的电子自旋的材料，表现出大量的室温磁电阻（$\sim 20$ \%）。虽然最初的磁阻被抑制的掺杂，在中间掺杂有一个政权的磁阻是不敏感的掺杂水平。对于大得多的掺杂浓度，磁阻被完全抑制。该行为在描述载流子自旋动力学对电流影响的理论模型中描述。
2014-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Correlation Between Dopant Atom Evaporation Field and Measured Site Preference in Atom Probe Tomography
Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Univ Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Normandie Univ（鲁昂诺曼底大学、鲁昂诺曼底国立应用科学学院、法国国家科学研究中心、诺曼底大学）；Department of Physics, NTNU（挪威科技大学物理系）；Faculty of Physics and Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院与纳米集成中心（CENIDE））；Research Center Future Energy Materials and Systems, Research Alliance Ruhr（未来能源材料与系统研究中心，鲁尔研究联盟）
本研究通过Zr掺杂ErMnO3模型，揭示原子探针层析成像中掺杂原子蒸发场与测量位点偏好相关，发现选择性保留影响位点确定，对APT分析掺杂原子至关重要。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetoresistance and sign change of the planar Hall effect due to the negative off-diagonal effective-mass in Weyl semimetals
基于半经典Boltzmann理论，对Weyl半金属的磁电阻效应和平面霍尔效应进行了理论研究，重点研究了能带色散的精细结构。我们发现，负纵向MR和符号变化的PHE发生，因为负的非对角有效质量没有拓扑效应或手征异常物理。我们的研究结果突出了非对角有效质量的关键作用，它可以导致异常的电流磁效应。我们建议PHE在其温度依赖性中产生下降，这使得能够实验检测外尔点。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of atomic-scale defects and dopants on graphene electronic structure
单原子厚的石墨烯对吸附的原子和分子的存在极其敏感，并且更一般地，对诸如空位、空穴和/或取代掺杂剂的缺陷极其敏感。这种性质除了可直接用于分子传感器设备之外，还可以用于调节石墨烯的电子性质。在这里，我们简要回顾了原子尺度缺陷的基本特征，这些缺陷对材料设计很有用。在简单介绍了孤立的$p_z$缺陷后，我们分析了多个缺陷石墨烯衬底的电子结构，并展示了如何预测微观有序磁结构的存在。随后，我们分析了更复杂的情况下，电子结构，修改的存在下，一些缺陷，影响化学反应的基板对吸附（化学吸附）的原子/分子物种，导致优先坚持特定的晶格位置。然后，我们考虑了反向问题，即如何利用缺陷来设计石墨烯的电子性质。在这种情况下，我们表明，安排缺陷，形成蜂窝状超晶格（我们可以称之为“supergraphenes”）的能带结构中打开一个相当大的差距和新的狄拉克锥创建的权利接近的间隙区域。类似地，我们发现，替代掺杂剂，如IIIA/VA族元素可能有间隙的准圆锥形结构对应于大量狄拉克载波。所有这些可能的结构都可能在石墨烯逻辑晶体管的开发中找到重要的技术应用。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Magnetoresistance and Weak Antilocalization in V1-delta Sb2 Single Crystal
二元磷属元素化物半金属由于具有拓扑效应、负磁电阻、外尔费米子和大的非饱和磁电阻等奇异的物理性质而引起了人们的广泛关注。本文采用Sb助熔剂法成功地生长了高质量的V1-deltaSb_2单晶，并研究了其电子输运性质。在T = 1.8 K，磁场为12 T时，观察到了高达477%的正磁阻效应。在低磁场下，磁电阻呈现尖点状特征，且随着温度的升高，这种特征逐渐减弱，表明存在弱的反局域化效应（WAL）.从Hikami-Larkin-Nagaoka方程中提取的角度相关磁导和超大前因子α揭示了WAL效应是源于三维体自旋轨道耦合的三维体效应。
2021-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields
半经典输运理论对于研究电磁效应特别有效。一般来说，半经典理论只适用于弱场，因为它没有考虑朗道量子化。在这里，我们通过考虑半金属中载流子密度的场依赖性的朗道量子化，扩展了传统的半经典理论。扩展的半经典理论甚至在朗道量子化明显的强场中也是适用的。使用这种新的方法，我们解释了定性的变化的角度依赖性的横向磁阻（TMR），各向异性磁阻（AMR），平面霍尔效应（PHE）在铋与磁场的增加。这揭示了最近在半金属铋中观察到的TMR、AMR和PHE的非平凡场致变化的难题。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance effects in the metallic antiferromagnet Mn$_2$Au
在反铁磁自旋电子学中，必须将纯磁源的电阻变化与旨在切换内尔矢量的电流脉冲产生的其他效应分开。研究了反铁磁Mn 2 Au（0 0 1）薄膜在磁场作用下的磁电阻效应。沿Mn2Au（001）晶体的不同晶面方向对样品施加60 T的磁场脉冲，测量其电阻。对于通过平行于易[110]方向的自旋翻转转变对齐的交错磁化，测量到约0.15%的各向异性磁阻。在平行于硬[100]方向的交错磁化的强制排列的情况下，一个更大的各向异性磁阻效应的证据被发现。此外，观察到约1%的瞬态电阻降低，这与反铁磁畴壁的磁场脉冲的湮灭。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
