Mn substitution induced a ferrimagnetic to ferromagnetic transition in trigonal $\text{Cr}_5\text{Te}_8$
Hebei Advanced Thin Films Laboratory, College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院先进薄膜实验室）
研究通过异质插层调控铬碲化物磁性，发现锰掺杂提升磁序温度并增强磁矩，首次原理计算揭示三斜Cr$_5$Te$_8$反铁磁有序及锰掺杂诱导铁磁转变机制。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and ferromagnetic behavior in the $Mn_{1-x}A_xAs_{1-y}B_y$ alloys
在这项工作中，系统的从头算研究掺杂对铁磁性MnAs的电子结构和局部磁矩的影响已经进行。所考虑的大多数替代元素，潜在地适合于作为磁制冷机的工作材料的MnAs的改性被示出导致铁磁矩的减少。但当磁矩增大时，也有阴离子取代的变体（例如，As取代S和Se）。
2008-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pressure-induced electronic mixing and enhancement of ferromagnetic ordering in EuX (X=Te, Se, S, O) magnetic semiconductors
在金刚石对顶砧装置上，用特定元素和轨道的X射线吸收光谱研究了EuX（X=Te，Se，S，O）单硫族化合物的电子结构与压力和阴离子的关系.各向同性晶格收缩通过诱导Eu 4{ \it f}和5{ \it d}电子轨道的混合而提高铁磁有序温度。阴离子取代（Te $\to$ O）通过自旋极化阴离子{ \it p}态增强竞争交换途径，抵消伴随的晶格收缩的效果。这些结果对于通过界面应变或化学取代来增强薄膜中FM交换相互作用的努力具有重要意义。
2008-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Restructuring disorder: Transformation from the antiferromagnetic order in Fe2VSi to the ferromagnetic state in FeRuVSi by substitution of a non-magnetic element
本研究提出在 Fe2VSi 中以非磁性 Ru 取代 50% Fe，抑制 V/Si 反位无序并恢复铁磁有序，结合实验与理论阐明其对半金属铁磁性的影响。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Non-magnetic B-site Impurities Induce Ferromagnetic Tendencies in CE Manganites
利用双轨道模型和蒙特卡罗模拟，我们研究了半掺杂CE型锰氧化物中H2O B位取代的影响。由这种取代引起的晶格缺陷使CE相不稳定，其转变为（1）铁磁（FM）金属竞争态，或（2）具有短程FM簇的状态，或（3）自旋玻璃态，这取决于耦合和B位取代的价态。虽然C型反铁磁状态通常与平均$e_{\rm g}$电荷密度小于0.5有关，但在我们的模拟中发现，降低$e_{\rm g}$电荷密度的XB位取代仍然会增强FM趋势。目前的计算与实验定性一致，并提供了一个合理化的复杂的作用，在调制的相变锰氧化物中的C3 B-网站的替代。
2009-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atom-by-Atom Substitution of Mn in GaAs and Visualization of their Hole-Mediated Interactions
Mn掺杂GaAs中铁磁性的发现[1]激发了人们对基于电子自旋的半导体技术发展的兴趣，并导致了几种概念验证自旋电子器件[2-4]。（Ga，Mn）As或其他稀磁半导体的实际应用的主要障碍仍然是它们低于室温的铁磁转变温度。增强半导体中的铁磁性需要理解磁性掺杂剂（如Mn）之间相互作用的机制，并确定铁磁性相互作用最大化的情况[5]。在这里，我们报告使用一种新的原子原子取代技术与扫描隧道显微镜（STM）进行第一次控制原子尺度的研究隔离Mn受体介导的GaAs的电子态之间的相互作用。高分辨率STM测量用于可视化GaAs的电子状态，参与Mn-Mn相互作用和量化的相互作用强度作为相对位置和取向的函数。我们的实验结果，这可以解释使用紧束缚模型计算，揭示了强烈的依赖铁磁相互作用的晶体取向。这种各向异性的相互作用可以潜在地利用生长取向的Ga 1-xMnxAs结构，以提高铁磁转变温度超过随机掺杂的样品中实现的。我们的实验方法还提供了一种现实的方法来创建精确的安排单自旋耦合量子位的内存或信息处理的目的。
2006-07-28 cond-mat.mtrl-sci
X-ray magnetic circular dichroism characterization of GaN/Ga1-xMnxN digital ferromagnetic heterostructure
利用软X射线吸收谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了GAN/Ga 1-xMn xN（x = 0.1）数字铁磁异质结（DFH）的磁性。Mn的L2，3边XAS谱与Ga 1-xMnxN无规合金薄膜相似，表明高浓度Mn在GAN中的置换掺杂。从XMCD测量，它揭示了顺磁性和铁磁性Mn原子共存的Ga 1-xMnxN数字层。从XMCD估计的每个Mn原子的铁磁矩同意从SQUID测量估计。从这些结果中，我们得出结论，GAN/Ga 1-xMnxN DFH样品的铁磁行为只产生于Ga 1-xMnxN数字层中的替代Mn 2+离子，而不是铁磁沉淀。从XMCD光谱中也发现了铁磁性和顺磁性Mn 2+离子的电子态之间的细微差异。
2007-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Fe substitution on magnetocaloric effect in La0.7Sr0.3Mn1-xFexO3 (x = 0 to 0.2)
研究了Fe取代对La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（1-x）Fe_xO_3（x = 0.05，0.07，0.10，0.15和0.20）在较宽温度范围（T = 10-400 K）内磁性能和磁热性能的影响。结果表明，Fe的替代逐渐降低铁磁居里温度（Tc）和饱和磁化强度x = 0.15，但发生了显着的变化x = 0.2。x = 0.2的样品可以被认为是一个相分离的化合物，其中短程有序的铁磁和反铁磁相共存。在H = 5 T时，随着Fe含量的增加，磁熵变（DSm）从343 K（x = 0.05）的4.4 J/KgK减小到105 K（x = 0.2）的1.3 J/KgK。La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（0.93）Fe_（0.07）O_3的磁滞损耗可以忽略不计，室温下的工作温度超过60 K，制冷量为225 J/Kg，磁熵为4 J/kgK，是一种值得关注的室温制冷材料。
2009-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Defect mediated changes in structural, optical and photoluminescence properties of Ni substituted CeO2
研究了溶胶-凝胶法合成的Ce 1-xNixO 2纳米结构的局域和长程结构、光学和光致发光性质。分析了晶体结构、晶格应变和晶粒尺寸。晶格常数的降低可能是由于较小的Ni离子取代了Ce。利用紫外-可见光谱研究了Ni掺杂对带隙和无序度的影响。带隙随着Ni取代而减小，无序度增加。PL光谱显示了归因于各种缺陷态的五个主要峰。随着Ni的替代，作为发光猝灭中心的缺陷增加，导致PL发射降低。用拉曼光谱研究了晶格无序和缺陷。拉曼光谱测试表明，Ni掺杂增加了氧空位相关的缺陷，导致光学和PL性质的变化。局域结构测量结果表明，Ni替代导致氧空位，这确实显着改变主机晶格结构。Ce ~（4+）向Ce ~（3+）的转化率随着Ni的替代而增加。
2018-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural Stability, Electronic, Magnetic and Optical Properties of Rectangular Graphene and Boron-Nitride Quantum Dots: Effects of Size, Substitution and Electric Field
利用密度泛函理论计算了石墨烯（G）、氮化硼（BN）及其混合物的矩形量子点的结构稳定性、电子、磁性和光学性质。通过在不同位置用BN对（碳原子）取代GQD（BNQD），已经考虑了不同的混合QD。对于所有这些QD（GQD、BNQD、混合QD），已经改变了几个参数，如尺寸、取代量等，以监测它们的性质的相应变化。在所考虑的参数中，我们发现取代可以作为一个强有力的工具来获得这些量子点的有趣特性，例如，在近红外（NIR）区域的宽吸收范围（~2000 nm），自旋极化HOMO-LUMO带隙，而无需施加任何外部偏压等，其在光电子、电子/自旋电子器件等的制备中是高度需要的。通过改变不同的因素，如改变取代的位置和量，施加外电场等，以确保我们结果的可靠性。
2013-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Computational prediction of ferromagnetic AT6X6 kagome compounds
Xiamen University（厦门大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）
通过高通量密度泛函理论研究，预测了312种磁性kagome AT6X6家族化合物的结构稳定性和磁序，发现Fe基系统倾向反铁磁而Mn基系统铁磁与反铁磁平衡分布，并识别出新的铁磁kagome拓扑金属候选材料。
2026-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Effect of mixed alkali-element substitution on structural and magnetic properties of praseodymium manganites Pr0.9(Na1-xKx)0.1MnO3
在Pr0.9（Na 1-xKx）0.1MnO3（0 <= x < 1）固溶体体系中，研究了恒锰价A位阳离子尺寸失配对钙钛矿型稀土氧化物的结构和磁性的影响。该固溶体系列的所有成员在室温下都是正交晶系，空间群Pbnm。用Rietveld方法进行的结构精修表明，随着钾含量x的增加，晶胞体积增大，静态Jahn-Teller畸变减小。磁性能的特点是强的正θp值，并归因于一个倾斜的铁磁排列。在顺磁区的高居里常数值可以用2-3个Mn离子的磁性团簇模型来解释。
2007-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Structural transitions in hybrid improper ferroelectric Ca$_3$Ti$_2$O$_7$ tuned by site-selective iso-valent substitutions: a first-principles study
Ca $_3$ Ti $_2$ O $_7$是一种实验证实的混合反常铁电材料，其中电极化是由相干TiO $_6$八面体旋转和倾斜的组合引起的。在这项工作中，我们研究了钙$_3$ Ti $_2$ O $_7$的铁电性的调谐使用等价的Ca位取代。由于大小不匹配，较大/较小的碱土金属分别优选$A$ ′/ $A$位点，从而允许位点选择性取代的可能性。在没有额外载流子的情况下，这种位点选择性的等价取代可以显著地调节TiO $_6$八面体的旋转和倾斜，从而改变结构和极化。利用第一性原理计算，我们的研究揭示了三种替代情况（Sr，Mg，Sr+Mg）表现出不同的物理行为。特别是，（CaTiO $_3$）$_2$ SrO变成非极性的，这可以合理地解释实验中观察到的Sr取代对极化的抑制。相比之下，在（MgTiO $_3$）$_2$ CaO的极化几乎是一倍的替代，而估计的铁电开关的介电常数不改变。（MgTiO $_3$）$_2$ SrO保持极性，但其结构空间群改变，具有适度增加的极化和可能的不同铁电切换路径。我们的研究揭示了微妙的铁电性在$A_3$ Ti $_2$ O $_7$家庭，并提出了一个更实用的路线来调整混合不当铁电性，除了应变效应。
2018-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of germanium substitution on the structural and electronic stability of the competing vanadium dioxide phases
采用密度泛函理论（DFT）研究了锗掺杂二氧化钒（VO $_2$）的结构、电子和化学键行为.我们的动机是解释Ge掺杂下金属-绝缘体转变温度的增加，并了解它背后的基本物理和化学在传统的DFT水平上可以捕获多少。我们使用超原胞方法模拟掺杂，在VO $_2$中Ge原子具有不同的浓度和不同的空间分布。我们的研究结果表明，Ge原子的加入强烈扰动的高对称性金属金红石相，并诱导结构扭曲，部分类似于实验绝缘结构的二聚化。因此，我们的工作，暗示在Ge掺杂下观察到的转变温度增加的可能解释，激发进一步的研究了解VO $_2$的结构和电子跃迁的相互作用。
2023-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Structural Distortion Induced by Sc Substitution in LuFe$_2$O$_4$
利用X射线衍射（XRD）、磁化率、X射线吸收光谱（XAS）/X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了（Lu，Sc）Fe $_2$ O $_4$（Sc=0.05和0.3）单晶的结构畸变与电磁性能之间的关系。XRD图谱的Rietveld结构分析表明，Sc取代导致LuFe $_2$ O $_4$中的FeO $_5$双锥笼的伸长，并增加了Fe $_2$ O $_4$双层的厚度。在Sc=0.3的样品的磁化率曲线中观察到亚铁磁转变温度T $_C$的不可忽略的降低，但是XAS/XMCD光谱除了在Fe $^{3+}$吸收边缘处的二色性信号的小的减少之外没有显示出任何差异。我们解释这种抑制T $_C$是由于减少自旋-轨道耦合效应的Fe $^{2+}$ $e_{1g}$双峰下$D_{3h}$对称性，这是由减弱的结构不对称性的FeO $_5$ bipyramids。
2014-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of chemical substitution and sintering temperature on the structural, magnetic and magnetocaloric properties of La1-xSrxMn1-yFeyO3
本文探讨了化学取代和烧结温度对锰氧化物La1-xSrxMn1-yFeyO3结构、磁性和磁热性质的影响，通过调节Sr和Fe掺杂及烧结温度控制居里温度接近室温，从而优化室温附近的磁热效应。
2024-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Role of Ni substitution on structural, magnetic and electronic properties of epitaxial CoCr2O4 spinel thin films
立方尖晶石型CoCr_2O_4由于具有多铁性而受到人们的关注。然而，钴位取代对结构和磁性的影响很少在薄膜形式中研究。本文采用脉冲激光沉积（PLD）技术在MgAl_2 O_4（100）和MgO（100）衬底上制备了Co_（1-x）Ni_xCr_2 O_4（x = 0，0.5）外延薄膜，并对其结构和磁性进行了研究。通过X射线衍射（XRD）和卢瑟福背散射光谱（RBS）测量证实了薄膜的外延性质。拉曼光谱的测量结果表明，消失的特征A1 g和F2 g模式的CoCr 2 O 4与Ni含量的增加。原子力显微镜（AFM）的研究表明，Ni取代后的表面形态的修改。磁性测量表明，在MgAl_2 O_4（100）和MgO（100）衬底上生长的CoCr_2 O_4薄膜的铁磁居里温度（Tc）分别为100.6 ± 0.5K和93.8 ± 0.2K。随着Ni的替代，转变温度从CoCr_2O_4的转变温度显著提高。X-射线光电子能谱学（XPS）表明薄膜中的Cr 3+氧化态，而Co离子以混合的Co 2 +/Co 3+氧化态存在。Ni在Co位的替代显著地改变了芯能级的线形以及价带。Ni离子也被发现处于混合的2+/3+氧化态。O 1 s芯能级显示不对称性与薄膜中可能存在的氧空位等缺陷有关。
2019-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Semiconducting (Half-Metallic) Ferromagnetism in Mn(Fe) Substituted Pt and Pd Nitrides
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们提出了一类迄今尚未探索的稀磁半导体和半金属。在这里，我们研究了最近合成的$ 4d $和$ 5d $过渡金属二氮化物的电子性质。特别是，我们解决Mn和Fe取代PtN $_2$和PdN $_2$。结构弛豫表明，所得到的有序化合物Pt $_{0.75}$（Mn，Fe）$_{0.25}$ N $_2$和Pd $_{0.75}$（Mn，Fe）$_{0.25}$ N $_2$保持母体化合物的立方晶体对称性。在取代时，所有化合物都表现出长程铁磁有序。虽然Pt $_{0.75}$ Mn $_{0.25}$ N $_2$和Pd $_{0.75}$ Mn $_{0.25}$ N $_2$都是半导体，但Fe取代导致两种母体材料的半金属行为。
2011-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Exchange interactions and Curie temperature of Ce-substituted SmCo5
用Ce部分取代Sm可以对磁性能产生剧烈影响，因为它将在结构中引入应变并以增强Co原子对磁晶各向异性的贡献的方式破坏晶格对称性。然而，Ce的替代，这有利于改善磁晶各向异性，是不利的居里温度（TC）的提高。随着磁性器件工作温度范围的要求越来越宽，定量地探讨TC与铁磁交换能之间的关系显得尤为重要。在本文中，我们表明，基于平均场近似，Ce替代引起的SmCo 5的张应变导致增强的有效铁磁交换能和TC，而Ce原子本身降低TC。
2018-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Defect Tolerance and Local Structural Response to 3d Transition-Metal Substitution in CsPbI3
Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology（吉拉姆·伊沙克汗工程科学与技术学院）
研究通过第一性原理计算分析了CsPbI3中3d过渡金属掺杂的局部结构响应、电子杂化和自旋极化，揭示了其对缺陷稳定性和电子特性的影响。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Impact of V substitution on the physical properties of Ni-Zn-Co ferrites: structural, magnetic, dielectric and electrical properties
本文采用固相反应法制备了钒（V）取代的Ni-Zn-Co铁氧体。研究了V ~（5+）掺杂对Ni-Zn-Co铁氧体的结构、磁性能、介电性能和电学性能的影响。XRD分析证实了单相立方尖晶石结构的形成。晶格常数已计算出理论和实验以及其他结构参数，如体积密度，X射线密度和孔隙率。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对表面形貌进行了研究。还进行了FTIR测量，证实了尖晶石结构的形成。由所得的M-H环计算了饱和磁化强度（Ms）、矫顽场（Hc）和玻尔磁子（B）。研究了磁导率与温度的关系，得到了居里温度。还分析了磁导率的频率和成分依赖性。介电行为和交流电阻率也受到调查的频率依赖性。观察到的介电常数和交流电阻率的组成依赖性之间的反比关系。所得到的结果，如电阻率，介电常数和磁性能表明，适当的研究铁氧体在微波器件中的应用。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the magnetic properties of half-metallic semi-Heusler alloys by sp-electron substitution: The case of AuMnSn$_{1-x}$Sb$_x$ quaternary alloys
利用第一性原理计算研究了四元AuMnSn $_{1-x}$ Sb $_{x}$ Heusler合金的电子和磁性.我们确定他们的磁相图，我们表明，他们提出了一个从铁磁到反铁磁状态的相变与Sb浓度的增加。对于大锑浓度的反铁磁超交换耦合占主导地位的铁磁RKKY样交换机制。这种行为与作者最近研究的等价Ni $_{1-x}$ Cu $_x$ MnSb合金所证明的行为相似[I. Galanakis等人，Phys.Rev.B. \textbf{77}，214417（2008）]。因此，\textit{sp} -电子（Sn和Sb原子）的浓度的变化和非磁性\textit{3d}原子（Cu）的浓度的变化导致Heusler合金的磁性质的类似调谐。我们表明，列入相关效应不改变相图。计算结果与实验数据吻合较好。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Structural and ferroelectric properties of perovskite Pb(1-x)(K0.5Sm0.5)xTiO3 ceramics
在钙钛矿型钛酸盐中，PbTiO 3具有最高的四方畸变（c/a=1.064）和最高的自发极化。但是，它是危险的，因此需要通过替代或减少Pb含量来减少Pb含量以用于应用中。采用溶胶-凝胶法合成了Pb（1-x）（K0.5Sm0.5）xTiO 3（0 &x&0.5）钙钛矿粉体，其中Pb 2+被K+10.5Sm+30.5（等效电荷和可比离子半径）取代，为研究结构和电学性能的变化提供了一个很好的替代模型。振动性能和介电性能的修改与替代。极性四方相到近非极性立方相的相变随着取代的降低而降低到较低的温度，这是由于取代降低了晶格应变。铁电性甚至在x=0.5时也保持不变，这使得该材料具有近立方相，并在技术上具有重要意义。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Interactions and Electronic Structure of Pt$_{2}$Mn$_{1-x}$Y$_{x}$Ga (Y = Cr and Fe) system : An ab-initio calculation
基于第一性原理密度泛函理论的计算已经进行预测的影响，Mn取代Fe和Cr的电子以及磁性的Pt $_{2}$ MnGa以及Ni $_{2}$ MnGa。这里研究的所有材料被预测在其基态具有传统的Heusler合金结构，并且它们被发现是电子稳定的基础上，其各自的形成能。Mn被Fe取代导致铁磁基态，而在Mn被Cr取代的情况下，已经观察到{ \it亚晶格内}反铁磁构型具有较低的能量。我们研究了铁磁和反铁磁结构材料中原子间的磁交换相互作用，以揭示Mn位Fe和Cr替代对这些系统磁相互作用的影响。详细的电子结构的状态密度方面进行了分析，以研究取代的效果。
2016-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the isoelectronic substitution of Sb for As on the magnetic and structural properties of LaFe(As1-xSbx)O
用粉末中子衍射和物理性质测量研究了LaFe（As_（1-x）Sb_x）O系统的反铁磁有序和结构畸变。采用常压和高压固相合成法制备了LaFe（As 1-xSbx）O（x<0.5）多晶样品。我们发现，锑的等电子取代作为降低结构和磁性转变温度，但相反的磷取代的影响，超导性不诱导。相反，观察到Fe磁矩略有增加。
2011-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tuning Structural, Transport and Magnetic Properties of Epitaxial SrRuO3 through Ba-Substitution
本研究通过Ba取代外延SrRuO3，实现了晶体对称性从正交到四方的连续调节，发现Ba取代不仅改变铁磁性质，还通过调节Ru-O-Ru键角和RuO6八面体畸变影响居里温度和磁各向异性，揭示了A位阳离子等价取代对钙钛矿氧化物电子和磁性质的可控影响。
2023-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Bi-substitution on Structural Stability and Improved Thermoelectric Performance of p-type Half-Heusler TaSbRu: A First-principles Study
最近，Fang等人从第一性原理预测了TaSbRu合金在1200 K时的高ZT为1.54，而没有考虑自旋轨道相互作用、精确的电子结构、声子散射的细节和能量依赖的空穴弛豫时间。在这里，我们报告的Bi取代的p型TaSbRu的结构稳定性和热电性能的第一性原理计算考虑这些重要参数的细节。这种间接带隙半导体（由TB-mBJ+SOC得到Eg=0.8 eV）具有高度色散和简并的价带，这导致在300 K下的最大功率因数为3.8 mWm-1 K-2。由于Sb-5 p对带隙形成的贡献很小，因此Bi在Sb位置上的取代不会引起电子结构的显著变化。尽管由于带隙、电导率的轻微变化，塞贝克系数增加了Bi，因此功率因数在300 K（50%Bi）下降低到~3 mW m-1 K-2。另一方面，晶格热导率从20 W/m K有效地下降到5，因为Bi在声学声子区域中引入了显著的贡献并增强了声子散射。因此，通过Bi取代，ZT值得到改善，在1200 K下从仅0.45（纯TaSbRu）达到1.1（50%Bi）。因此，本研究提出了如何改善Sb基半Heusler化合物的TE性能，TaSbRu（含50% Bi）是一种有前途的高温应用材料。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of cobalt substitution on structural, impedance, ferroelectric and magnetic properties of multiferroic Bi_2Fe_4O_9 ceramics
研究了固相反应法合成的多铁性Bi_{2} Fe_{4(1-x)} Co_{4x} O_{9}（0 $\leq$ x $\leq$ 0.02）陶瓷的结构、阻抗、铁电和磁性。X-射线衍射分析和Rietveld精修表明形成了第二相（对于x $\geq$ 0.01），这随后从室温拉曼光谱研究中得到证实。材料的阻抗和电模量的频率依赖性表明在所有样品中存在非德拜型弛豫。从虚阻抗和模量计算的激活能的值位于0.92-0.99 eV的范围内，这证实了氧空位在导电机制中起着重要作用。此外，适量的Co取代使剩余极化（2 P_{r}）从0.1193 $μ$ C/cm^{2}（x=0）提高到0.2776 $μ$ C/cm^{2}（x=0.02）。此外，室温M-H测量表明，所有改性样品的铁磁磁滞回线都有所改善。剩余磁化强度（M_{r}）和矫顽场（H_{c}）从x=0时的0.0007 emu/gm和42 Oe增加到x=0.02时的0.1401 emu/gm和296 Oe。铁电性的提高是由于Co 3d-O 2 p杂化作用，而磁化强度的增强则是由于Co^{3+}离子的部分取代导致Fe^{3+}离子的反平行亚晶格磁化强度之间的平衡被打破。
2016-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Properties of Ferromagnetic Ga1-xMnxN Films Grown by Ammonia-MBE
采用NH3作为氮源进行分子束外延，成功地生长出Mn浓度为x~6.8%的p型GaN基稀磁半导体Ga 1-xMnxN。薄膜具有纤锌矿结构，Mn在GAN的Ga位上取代。磁化强度测量表明，Ga 1-xMnxN在高于室温的温度下具有铁磁性。铁磁-顺磁转变温度Tc取决于膜的Mn浓度。在低温下，磁化强度随磁场的增大而增大，表明铁磁相与类顺磁相共存。对生长的薄膜中两种磁相的共存现象提出了可能的解释。
2002-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic, and magnetic properties of a ferromegnetic semiconductor: Co-doped TiO$_2$ rutile
Co掺杂TiO $_2$金红石具有室温铁磁性。我们的$ab$ $initio$密度泛函理论研究表明，取代Co离子纳入TiO $_2$金红石倾向于集群，然后相邻的间隙位成为积极有利于Co驻留。这表明，在确定多晶（Ti，Co）O $_2$金红石中Co的局部环境时，仅含有置换式Co的Co掺杂金红石不是合适的参考体系统。间隙原子Co处于低自旋态，破坏了周围置换原子Co的自旋极化，从而降低了杂质原子的平均磁矩。
2003-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetic properties of Mn, Co, and Ni-substitution of Fe in Fe4N
用第一性原理计算了Mn、Co和Ni取代的Fe 4 N的磁性。据发现，广义梯度近似再现具有良好的精度的磁矩和平衡体积的父Fe 4 N结构，与原子矩最大的Fe原子最远的N原子（Fe I网站），接近3 μ B/原子的值，而Fe原子更接近N原子（Fe II网站）的时刻更接近的bcc Fe。用Fe取代Mn、Co或Ni显示出复杂的行为，其中Mn取代明显有利于Fe II位点，Ni有利于Fe I位点上的取代，并且Co对任一晶格位点都没有显示出强烈的偏好。Ni和Co取代导致铁磁耦合到Fe原子，而Mn的反铁磁耦合的Fe II网站和铁磁的Fe I网站。对于所有类型的掺杂，总的磁矩相比，只有在能量上非常不利的情况下，Mn掺杂在Fe I网站的Fe 4 N增强。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetism and $T-x$ phase diagrams of Na and Ag substituted EuCd$_2$As$_2$
EuCd $_2$ As $_2$是一种反铁磁半金属，根据其磁性状态和激发态，可以具有非平凡的拓扑性质。在这里，我们报道了Eu（Cd $_{1-x}$ Ag $_x$）$_2$ As $_2$和Eu $_{1-y}$ Na $_y$ Cd $_2$ As $_2$的合成和表征，并研究了掺杂后磁序的演变和性质。温度取代相图构造的电阻和磁化率数据。我们观察到分裂的磁性转变成两个不同的过渡，并逐渐增加的过渡温度与Ag和Na取代。另一个过渡或多或少与掺杂无关。我们进一步表明，一个净铁磁矩的磁性状态是稳定的Ag和Na掺杂，这可以解释考虑由于取代的能带填充的变化，建议由密度泛函理论（DFT）计算。因此，我们表明，化学取代和随后的能带填充的变化可能是一种途径，以调整磁基态和稳定的铁磁相EuCd $_2$作为$_2$。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Structural and dielectric properties of Pb(1-x)(Na0.5Sm0.5)xTiO3 ceramics
讨论了钙钛矿结构Pb（1-x）（Na_（0.5）Sm_（0.5））_xTiO_3（PNST - x）多晶粉末中铁电-顺电相变的结构与振动性质之间的相关性。取代导致四方性降低，这与相变向较低温度的转变有关。相变的性质随着取代的增加而扩散。
2017-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Unconventional enhancement of ferromagnetic interactions in Cd-doped GdFe2Zn20 single crystals studied by ESR and 57Fe Mossbauer spectroscopies"
在最近的出版物Phys. Rev. B 102，144420（2020）中，Cabrera-Baez等人提出了在铁磁化合物GdFe 2 Zn 20中Cd取代Zn的影响的研究。作为本文的一部分，他们声称对于GdFe2Zn18.6Cd1.4，Gd的有效磁矩减少了25%，Gd的饱和磁矩减少了40%以上。我们重新计算了GdFe 2 Zn（20-x）Cdx系列的代表性成员，没有发现任何这样的减少。此外，我们测量了Cabrera-Baez等人使用的生长批次中的几种晶体，没有看到这种减少。虽然有一个温和的增加，在TC与Cd的替代，有没有显着的变化，Gd的有效力矩或与低温铁磁态的饱和力矩。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Random telegraph noise from magnetic nanoclusters in the ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
对铁磁半导体（Ga，Mn）As的低频电噪声的测量表明，在低温下，集成噪声增强。对于中等局部化，我们发现在整个研究温度范围内（4.2K <T <70K）的1/f归一化功率谱密度。然而，对于更强的本地化和高密度的Mn晶体，我们观察到洛伦兹噪声谱伴随着随机电报噪声。磁场依赖性和退火研究表明，间隙Mn缺陷与替代Mn原子耦合，形成纳米级磁性团簇，其特征在于约20玻尔磁子的净矩，其波动调制空穴传输。
2007-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Cr substitution on the magnetic and transport properties and electronic states of SrRuO3 epitaxial thin films
通过测量SrTiO 3衬底上SrRuO 3外延薄膜的磁性、输运性质和电子态，研究了Cr掺杂对薄膜磁性和输运性质的影响。SrRu0.9Cr0.1O3薄膜的铁磁转变温度（166 K）高于SrRuO3薄膜的铁磁转变温度（147 K）。共振光电子能谱实验结果表明，SrRu 0.9Cr 0.1O3薄膜中Cr 3dt2g轨道与Ru 4dt2g轨道杂化，支持了Cr替代提高铁磁转变温度是由于Cr 3dt2g和Ru 4dt2g轨道杂化导致能带展宽的假设.此外，我们还发现，在面外磁化饱和的高场区，SrRu 0. 9Cr 0. 1O3薄膜在低温下的霍尔电阻率不是磁场的线性函数，这表明SrRu 0. 9Cr 0. 1O3薄膜在低温下发生了结构转变，并伴随着费米面的调制.
2015-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Substitution-Based Analysis of Structural Novelty for Generative Models of Materials
Imperial College London（伦敦帝国学院）
针对无机晶体生成AI模型，提出工作流区分生成晶体是否为训练重复、元素替换产物或全新结构，发现81-92%的生成晶体为重复或替换结构，高对称性系统尤其明显，低对称性新结构可解释为数据丰富区域的插值。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Effect of Ti4+ substitution on structural, transport and magnetic properties of La0.67Sr0.33Mn1-xTixO3
$_{0.67}$ $_{0.33}$ $_{1-x}$ TiPDMATHABMP O $_{3}$（$0 \le x \le 0.20$）多晶材料通过采用与相同组成的材料所报道的温度相比更低的退火温度来制备。这些材料的输运和磁性与在较高退火温度下制备的那些化合物显著不同。$x < 0.10$的样品显示金属-绝缘体转变，而$x \ge 0.10$的样品在整个研究温度范围内表现出绝缘行为。随着Ti取代量的增加，从铁磁金属态逐渐过渡到铁磁绝缘体态。然而，晶格参数和Mn及其近邻的键长不随这些材料中的掺杂剂含量$x$而明显改变。结果表明，Ti $^{4+}$掺杂在低温退火样品是不均匀的，导致孤立的富Mn区，连接由一个可变范围跳跃极化子。
2007-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of structural relaxations, chemical substitutions and polarization fields on the potential line-up in [0001] wurtzite GaN/Al systems
采用第一性原理全势线性缀加平面波（FLAPW）方法，研究了界面几何形状对[0001]-纤锌矿和[111]-锌锌矿GAN/Al结的压电场和电势分布的影响.电场（极性和大小）被发现强烈影响的原子弛豫的界面区域。一个程序进行测试，以评估肖特基势垒的存在下的电场，并用于显示它们的效果是相当小的（电子伏特的十分之几）。这些计算评估的GAN/Al接触的整流行为，给出了非常好的协议与实验值的障碍。受问题复杂性的刺激，我们通过研究辅助非弛豫氮化物/金属系统来解开化学和结构对相关性质（如电势不连续性和电场）的影响。专注于简单的电负性参数，我们概述了领先的机制，导致在这些理想的界面中的电场和肖特基势垒的最终值。最后，证明了存在两个不等价连接时的传递性规则给出了可靠的结果。
2001-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Structural phase diagram of LaO1-xFxBiSSe: suppression of the structural phase transition by partial F substitutions
我们研究了BiCH_2基化合物LaO_（1-x）F_xBiSS_e（x = 0，0.01，0.02，0.03和0.5）的低温晶体结构，在x = 0.5时观察到了反常的二重对称面内超导态各向异性。从同步辐射X射线衍射实验，观察到的结构转变从四斜晶系单斜晶系x = 0和0.01，在340和240 K，分别。当x = 0.03时，在100 K以下没有观察到结构转变和衍射峰的展宽。这些事实表明，在LaO_（1-x）F_xBiSSe中，3%的F取代可以抑制结构转变。此外，通过低温（实验室）X射线衍射检查在4K下x = 0.5的晶体结构，其证实了在4K下x = 0.5时保持四氢呋喃结构。我们的研究结果表明，观察到的LaO 0.5F 0.5BiSSe超导态的二重对称面内各向异性不是源于结构对称性降低。
2020-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pathways of structural and magnetic transitions in ferromagnetic shape memory alloys
铁磁形状记忆合金研究中的一个基本问题是磁弹性耦合的性质及其驱动结构转变的程度。这个问题也是开发新的和优化的合金的关键，这些合金在低开关场下结合了高应变。在本研究中，它示出的微磁结构的重新配置是奴役，并遵循在这些合金中使用NiMnGa和FePd合金系统的马氏体相变。这是通过发展一种新的高速电子方法来研究磁畴动力学的温度依赖性，称为磁跃迁谱。磁性和结构转变的顺序被发现如下。对于冷却，结构转变之后是磁转变，对于加热，磁转变之后是结构转变。
2003-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism in transition-metal doped germanium nitride: A first-principles study
采用第一性原理计算研究了过渡金属掺杂的$β$ -Ge_3 N_4的电磁性质。结果表明，替位式过渡金属杂质有团簇的倾向。V和Cr掺杂的Ge_3 N_4化合物为铁磁半导体，Mn和Fe掺杂的化合物为半金属铁磁半导体。
2010-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Site-substitution in GdMnO3 : effects on structural, electronic and magnetic properties
我们报告详细的结构，电子和磁性的研究GdMn $_{1-x}$ Cr $_x$ O $_3$的Cr掺杂水平0 $\le$ $x$ $\le$ 1。在固溶体中，与Mn $^{3+}$离子相关的Jahn-Teller畸变引起${bc}$平面亚晶格中的主要变化以及${ab}$平面中的有效轨道排序，其持续到组合物$x$ $\sim$ 0.35。晶格和轨道自由度中的这些不同特征也与局部Gd环境的$bc$平面各向异性相关。随着掺杂的电子状态的逐渐演变也清楚地看到在O $K$边缘的X射线吸收光谱。磁场冷却-冷却模式下$x$ $\ge$ 0.35的磁化反转的证据与Jahn-Teller交叉一致，表明磁相互作用和结构畸变之间存在密切的相关性。这些观测表明晶格、自旋、电子和轨道自由度之间存在很强的纠缠。剩余磁化强度的非单调变化可以用掺杂引起的磁相互作用的改变来解释。密度泛函理论计算与中间化合物（$x$ = 0.5）的Mn（Cr）离子之间的铁磁（反铁磁）耦合的逐层型掺杂一致，这与对端元GMnO $_3$和GdCrO $_3$观察到的不同。
2019-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Second-Coordination-Sphere Cation Substitution as a Tool for Controlling Phase Transitions and Performance of the Luminescence Thermometry
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（低温与结构研究所，波兰科学院）；Wrocław University of Technology（弗罗茨瓦夫理工大学）
通过第二配位球阳离子置换调控相变温度，优化发光热计性能，但导致灵敏度下降。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci
The effect of vanadium substitution on the structural and magnetic properties of (Fe$_{1-x}$V$_{x}$)$_{3}$Ga$_{4}$
Fe $_{3}$ Ga $_{4}$显示出复杂的磁性相图，该相图对电子和晶体结构的变化敏感且可调。为了探索这种可调谐性，已经合成并表征了钒掺杂的（Fe $_{1-x}$ V $_{x}$）$_{3}$ Ga $_{4}$。高分辨同步辐射X射线衍射和Rietveld精修表明，当V掺杂量达到20%时，样品仍保持与Fe $_{3}$ Ga $_{4}$的等结构，并且随着掺杂量的增加，晶胞体积呈线性增加。磁性测量揭示了与V掺杂的反铁磁螺旋自旋密度波（SDW）的抑制，揭示了在低温铁磁-反铁磁（FM-AFM）转变（T $_{1}$）和高温AFM-FM转变（T $_{2}$）的变化。当V掺杂量为7.5%时，不再观察到AFM螺旋SDW相的变磁行为。这些结果提供了一个途径，以有效地调整的磁性顺序在Fe $_{3}$ Ga $_{4}$的设备，以及增加在这个系统中的磁性的理解。
2022-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Ce Substitution on Structural and Electrochemical Properties of Ga Doped Garnet Li7La3Zr2O12 Solid Electrolyte
研究Ga-Ce共掺杂对石榴石Li7La3Zr2O12固态电解质的影响，发现Ce含量为0.10 a.p.f.u.时样品室温离子电导率最高达4 x 10-4 S/cm，适用于全固态锂离子电池。
2025-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Y substitution on the structural and magnetic properties of Dy1-xYxCo5 compounds
对具有六方CaCu_5型结构的Dy_（1-x）Y_xCo_5 [x = 0，0.2，0.4，0.6，0.8，1]化合物进行了结构和磁化强度研究。晶格常数和晶胞体积随Y浓度的增加而增大。大的热磁不可逆性之间的场冷却和零场冷却的磁化数据已被观察到在所有的化合物，这已被归因于畴壁钉扎效应。磁化强度随温度的变化表明，除DyCo 5和YCo 5外，所有化合物在5-300 K范围内均发生了自旋重取向转变。自旋重取向温度从x=0.2时的266 K降低到x=0.8时的100 K。磁取向样品的粉末X射线衍射图表明，DyCo 5在室温下具有平面各向异性，而所有其他化合物具有轴向各向异性。自旋重取向转变已被归因于在易磁化方向的变化，从ab-平面的c-轴，随着温度的升高。除了DyCo 5外，所有化合物的各向异性场和一阶各向异性常数都很高。考虑到稀土和过渡金属亚晶格的贡献的变化，磁性能已被解释。
2006-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Ba-substitution induced evolution of structural and magnetic properties of La2-xBaxCoIrO6 double perovskites
本研究通过X射线粉末衍射和磁测量，探究了La₂₋ₓBaₓCoIrO₆双钙钛矿中Ba取代对结构与磁性能的影响，揭示了晶体结构从单斜到三斜的演变及磁行为随Ba浓度的变化规律。
2025-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Substitution- and Strain-induced Magnetic Phase Transition in Iron Carbide
由于它们的温度或压力诱导的磁性相变，渗碳体型碳化物对于磁热应用是令人感兴趣的。本文采用第一性原理计算方法，研究了应变效应下Cr原子取代Fe位的Fe_3C的磁性和磁性相变。Cr原子的存在引起了从Fe_3C的铁磁相到Cr_3C的铁磁相的二阶磁相变，而Fe_2Cr_3C和Cr_2Fe_3C的三元化合物更倾向于亚铁磁基态，Fe和Cr的自旋矩的大小都随着x的增加而减小，这两个自旋矩在Fe_3Cr_xC中是反平行的（x = 0，1，2和3）。此外，固定的自旋矩计算表明，Fe 3-xCrxC化合物的磁化强度可以微妙地改变通过应变效应和磁致伸缩相变发生在早期阶段的Cr替代，x = 2。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the magnetic interactions in MoS$_2$ monolayer on Mn-doping configurations
理解在$2H$ -MoS $_2$单层中可能遇到的各种Mn掺杂配置的磁性可能对其在自旋电子学中的使用是有益的。采用密度泛函理论加Hubbard U（DFT $+$ U）方法，研究了MoS $_2$单层中Mn原子的单取代、双取代和三取代构型对MoS单层总磁化强度的影响.我们发现，掺杂配置起着关键作用，在稳定的铁磁态Mn掺杂的MoS $_2$单层。事实上，Mn-Mn磁性相互作用被发现是铁磁的，并且对于Mn在等距替代位置处的磁性相互作用是强的，其中平均间隔范围为6-11 μ m。最强的铁磁相互作用被发现时，取代是在第二近邻的扶手椅链的Mo-网站。成簇在能量上是有利的，但它强烈地降低了铁磁交换能。我们的研究结果表明，有序的Mn掺杂剂的MoS $_2$单层需要增加其潜在的铁磁性。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of ferromagnetic state due to structural disorder in pseudo-binary Ce(Fe0.9Co0.1)2 compound
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）
研究探讨了Ce(Fe0.9Co0.1)2化合物中结构无序对磁性性质的影响，发现低温下出现铁磁态并导致一级相变恶化，通过电子计算表明结构畸变导致稳定的反铁磁序。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport and ferromagnetism in Ga1-xMnxAs synthesized by ion implantation and pulsed-laser melting
我们提出了一个详细的调查的磁性和磁输运性质的薄膜的铁磁Ga 1-xMnxAs合成离子注入和脉冲激光熔化（II-PLM）。场和温度相关的磁化强度，磁各向异性，温度相关的电阻率，磁阻，和霍尔效应的II-PLM Ga 1-xMnxAs薄膜具有所有的特征签名的空穴和Mn离子的强p-d相互作用中观察到的稀空穴介导的铁磁相。II-PLM膜的铁磁和电输运性质对应于峰值置换Mn浓度，这意味着非均匀Mn深度分布在确定膜性质中是不重要的。与低温分子束外延（LT-MBE）生长的具有类似替代Mn_Ga组分的薄膜具有良好的定量一致性。此外，我们证明了II-PLM Ga_（1-x）Mn_xAs薄膜由于高温处理而没有间隙Mn_I。在高Mn注入剂量下，凝固过程中溶质再分布的动力学单独决定了最大Mn_Ga浓度。II-PLM Ga 1-xMnxAs中存在面内[-110]和[110]方向之间的单轴各向异性，这证明了载流子介导的铁磁相的固有特性。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of antiferromagnetic order and strong ferromagnetic spin fluctuations in Ni-doped CaCo2As2 single crystals
CaCo_2As_2是一种独特的具有强磁阻挫的巡游体系。在这里，我们报告的影响，电子掺杂的物理性质产生的Ni取代Co。A型反铁磁转变温度TN = 52 K x = 0降低到22 K，只有3%的Ni取代，并完全抑制x > 0.11。对于0.11 < x < 0.52，强铁磁（FM）波动发展，如磁化率chi（T）测量所揭示的。热容Cp（T）测量揭示了FM量子自旋波动的存在，0.11 < x < 0.52。我们的密度泛函理论（DFT）计算证实，FM波动增强Ni取代Co.索末菲电子热容系数增强x = 0，0.21，和0.42的约一个因素的两个相比，在费米能量的裸密度的状态的DFT计算。x > 0.52的晶体不表现出FM自旋涨落或磁序，这是从DFT计算中发现的，由Stoner跃迁引起。对x = 0.11和0.16的晶体进行的中子衍射研究发现，没有证据表明存在CaCo2As2中观察到的A型有序或其他常见的磁性结构。
2021-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning Magnetic Order in the van der Waals Metal Fe5GeTe2 by Cobalt Substitution
Fe 5-xGeTe 2是一种范德华材料，具有已报道的最高体居里温度之一，$T_C$ ~ 310 K。在本研究中，我们利用理论计算和实验来证明磁性基态对局部原子排列和层间堆积高度敏感。钴取代被认为是一种有效的方式来操纵的磁性，同时也提高了有序温度。特别是，钴取代高达30%，提高了$T_C$和改变磁各向异性，而约50%的钴取代产生反铁磁状态。单晶X射线衍射证明了增加钴浓度后的结构变化，在母体材料中观察到菱形晶胞，在相对于铁的约46%钴含量下观察到原始晶胞。第一性原理计算表明，这是一个高钴含量和随之而来的原始层堆叠的变化，产生反铁磁秩序的组合。这些结果说明了Fe 5-xGeTe 2的磁性对组成和结构的敏感性，并强调了结构有序/无序和层堆叠在可劈裂磁性材料中的重要作用。
2020-08-19 cond-mat.mtrl-sci
