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
Moment evolution across the ferromagnetic phase transition of giant magnetocaloric (Mn,Fe)2(P,Si,B) compounds
一个强大的电子重建，导致淬火的Fe磁矩最近已被预测为在起源的巨磁热效应所显示的Fe 2 P基材料。为了验证这一假设，对（Mn，Fe）_2（P，Si，B）体系的两种典型组分在Mn和Fe的L边进行了X射线磁圆二色性实验。Mn和Fe的二向色吸收光谱在一级铁磁转变附近被测量为元素特异性的。实验光谱与第一原理计算和电荷转移多重态模拟进行比较，以获得磁矩。即使观察到的变磁性行为的签名作为温度或磁场的函数，Mn和Fe的磁矩演变的相似性表明，淬火的Fe时刻比以前预测的要弱。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetocaloric effect in frustrated magnetic molecules with icosahedral symmetry
我们研究了某些反铁磁自旋系统的磁热性质，这些系统已经被合成或很可能被合成为磁性分子。事实证明，这是目前在反铁磁体，包括角共享三角形的特殊几何挫折导致增强的磁热效应与高冷却速率的饱和场附近。这些发现进行了比较，一个简单的无阻自旋环的行为，以及与二十面体的属性。令我们惊讶的是，对于二十面体也可以实现大的冷却速率，但由于不同类型的几何挫折。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fluctuating local moments, itinerant electrons and the magnetocaloric effect: the compositional hypersensitivity of FeRh
我们描述了一个从头算的无序局域矩理论的材料淬火静态成分无序穿越一级磁相变。它定量地解释了变磁性变化和磁热效应。对于完全化学计量的B2有序FeRh，我们计算了铁磁-反铁磁转变的转变温度为$T_t =$ 495 K，在2 T下的最大等温熵变为$|ΔS|= 21.1$ J~K $^{-1}$ ~kg $^{-1}$ . $|ΔS|$的大部分（40\%）是电子的。这种转变是由竞争电子效应的精细平衡引起的，这种平衡会受到小的成分变化的干扰--例如，仅将2\%的Fe的“缺陷”交换到Rh亚晶格上，就会使$T_t$下降290 K。这种超敏性解释了过渡和杂质掺杂效应的窄组成范围。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Calorimetric and magnetic study for Ni$_{50}$Mn$_{36}$In$_{14}$ and relative cooling power in paramagnetic inverse magnetocaloric systems
非化学计量的Heusler合金Ni $_{50}$ Mn $_{36}$ In $_{14}$在345 K附近经历马氏体相变，高温奥氏体相表现出顺磁性而不是铁磁性行为，如在具有较低温度转变的类似合金中所示。适当制备的样品显示出尖锐的转变，一个相对较小的热滞后，和一个大的场致熵变。我们分析了磁热行为，通过磁化和直接场依赖量热法测量。对于通过一级变换的测量，设计了一种改进的热脉冲弛豫量热法。这一结果为相关材料场致熵变的解析计算提供了坚实的基础。的相对冷却功率（RCP）的分析，基于集成的场致熵变和磁化行为的Mn自旋系统与铁磁相关性，表明一个显着的RCP可以在这些材料中获得通过微调的磁性和结构的转变温度通过微小的成分变化或局部顺序的变化。
2015-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and magnetocaloric effects in NaZn13-type La(Fe, Al)13-based compounds
本文综述了原子替代、磁场和温度对LaFe_（13-x）Al_x化合物磁性和磁热性能影响的研究进展。随着铝含量的增加，化合物依次呈现出反铁磁态（AFM）、铁磁态（FM）和微磁态。此外，用Si代替Al，Co代替Fe，稀土元素R代替La，或者在间隙原子中引入C或H原子，可以使LaFe_（13-x）Al_x的AFM耦合转变为FM耦合。然而，低掺杂水平导致FM团簇嵌入AFM基质中，并且所得到的化合物可以在适当的外加电场下经历首先AFM-FM然后在加热时经历FM-AFM相变，在转变温度附近具有显著的磁弛豫。通过选择合适的Co、C或H含量，可以使LaFe_（13-x）Al_x的居里温度向室温移动，并在转变温度附近获得较强的磁热效应。例如，对于LaFe_（11.5）Al_（1.5）C_（0.2）H_（1.0）化合物，在室温附近，当磁场变化为0-5 T时，最大熵变达到13.8 J/kg K。它比Gd高42%，因此，该化合物是一种有前途的室温磁制冷剂。
2012-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Designing magnetocaloric materials for hydrogen liquefaction with light rare-earth Laves phases
本文提出通过混合不同de Gennes因子的轻稀土元素调节居里温度至20 K附近，设计出覆盖氢液化温区且磁热效应可与重稀土DyAl2竞争的轻稀土Laves相材料。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Cluster glass behavior and magnetocaloric effect in the hexagonal polymorph of disordered Ce$_2$PdGe$_3$
Gdansk University of Technology（格但斯克理工大学）；A. Chełkowski Institute of Physics, University of Silesia in Katowice（卡托维兹西里西亚大学A.切科夫斯基物理研究所）；Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）
研究六方型Ce₂PdGe₃的团簇玻璃行为及磁卡伦效应，发现其冻结温度为3.44K，与之前描述的四方型不同，且磁熵变达2.6J kg⁻¹K⁻¹。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Hints on the origin of the thermal hysteresis suppression in giant magnetocaloric thin films irradiatied with highly charged ions
本研究针对慢速高电荷离子辐照抑制巨磁热MnAs薄膜相变热滞的现象，通过不同注量样品实验及退火后表征，探究辐照诱导缺陷的起源与性质，为磁制冷应用相关机制提供新见解。
2015-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Investigation of the chemical vicinity of crystal defects in ion-irradiated Mg and AZ31 with coincident Doppler broadening spectroscopy
镁和镁基合金（如AZ31）中的晶体缺陷对于理解其宏观性质具有重要意义。利用正电子湮没辐射的多普勒展宽谱研究了Mg和AZ31中的缺陷及其化学环境。在这些多普勒光谱中，化学信息和缺陷贡献必须被彻底分离。出于这个原因，退火镁样品用镁离子辐照，以产生专门的缺陷。此外，对Mg样品进行Al和Zn离子辐照，以产生具有缺陷和杂质原子的样品。用横向和深度分辨正电子多普勒展宽谱（DBS）研究了样品上的离子辐照区域，并与先前的空位分布的SRIM模拟进行了比较，两者吻合得很好。采用符合多普勒展宽谱（CDBS）研究了镁离子辐照AZ31镁合金后晶体缺陷的化学邻近区。没有形成溶质空位复合物被发现由于离子辐照，尽管高的缺陷迁移率。
2007-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of the thermal hysteresis in magnetocaloric MnAs thin film by highly charged ion bombardment
本研究通过慢速高电荷离子轰击GaAs衬底上的MnAs薄膜，利用离子诱导缺陷抑制其一级磁结构相变的热滞，同时保留其室温巨磁热效应，为日常磁制冷技术提供新思路。
2014-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
The magnetic state of 1212-type ruthenocuprate in magnetocaloric and magnetoresistivity measurements of polycrystalline samples of RuSr2Gd1-xCexCu2O8 and Ru1-xSr2GdCu2O8
利用磁热实验和交流磁化率测量，研究了超导Ru 1-xSr 2GdCu 2 O 8（x=0，0.02）和非超导RuSr 2Gd 1-xCexCu 2 O 8（x=0.07，0.1）的磁性质.等温磁热系数M_{T}（B）在宽的温度范围内呈现正值（20 K <T<231 K）和磁场（0<B<13 T），即也处于磁有序状态（对于RuSr 2GdCu 2 O 8，T_{m} =132 K;对于RuSr2Gd0.93Ce0.07Cu2O8，T_{m} =150 K），这表明随着磁场的增加，系统的磁熵没有增加。在T_{m}附近的温度下观察到RuSr 2GdCu 2 O 8的M_{T}（B）依赖性的最大值，这表明所获得的磁关联具有铁磁特性。由于M_{T}假设在整个研究温度范围内，零磁场下的极限值为零，因此没有发现自发铁磁有序。比热的温度依赖性揭示了磁场诱导的正温度漂移的异常与磁转变的Ru自旋系统。M_{T}（B）相关性和磁阻数据表明，磁系统可能是不均匀的。
2010-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large magnetic entropy change near room temperature in antipervoskite SnCMn3
我们报道了在室温附近观察到的大的磁热效应在反渗透SnCMn 3。在20 kOe和48 kOe的磁场下，一级亚铁磁-顺磁转变温度（TC 279 K）的最大磁熵变分别为80.69 mJ/cm 3 K和133 mJ/cm 3 K。这些值接近于典型磁热材料的值。大的磁热效应与TC附近晶格、电阻率和磁化强度的急剧变化有关。通过对Seebeck系数和正常霍尔效应的测量，发现该体系在TC处发生了电子结构重构。锰基反钙钛矿化合物由于其原料廉价、无毒，适合于追求更大磁热效应的新材料。
2009-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inverse magnetocaloric effect and phase separation induced by giant van Hove singularity in itinerant ferromagnetic metal
基于Landau巨热力学势展开与Hubbard模型，研究了具有巨型van Hove奇点的巡游铁磁金属，发现其一级相变伴随的电子相分离会导致逆磁卡效应，且可通过温度和能带填充控制磁熵变符号。
2024-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine Learning Guided Discovery of Gigantic Magnetocaloric Effect in HoB$_{2}$ Near Hydrogen Liquefaction Temperature
National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所）；University of Tsukuba（筑波大学）；Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）
磁制冷利用磁热效应，其是在材料中施加和去除磁场时的熵变化，提供了不同于常规气体循环的制冷替代路径。虽然深入的研究已经发现了大量表现出大磁热效应的磁性材料，但大量化合物的这些性质仍然未知。为了在这个未知的空间中探索新的功能材料，机器学习被用作选择能够表现出大磁热效应的材料的指导。通过这种方法，HoB $_{2}$被挑选出来，合成和它的磁热性能进行评估，导致巨大的磁熵变40.1 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$（0.35 J cm $^{-3}$ K $^{-1}$）的居里温度为15 K的铁磁二级相变附近的磁场变化为5 T的实验发现。据我们所知，这是迄今为止报道的最高值，接近氢液化温度，因此它是一种非常适合氢液化和低温磁冷却应用的材料。
2020-05-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Atomic Pathways of Solute Segregation in the Vicinity of Nanoscale Defects
这项工作揭示了溶质原子与纳米级晶体缺陷相互作用的原子细节。这种现象的复杂性阐明通过详细的原子探针断层扫描外延应变，成分亚稳，半导体合金的调查。发现位错周围溶质原子的浓度和分布存在细微的变化，并强调了它们的动态演化。结果表明，晶体缺陷，如位错，是在启动应变亚稳层中的相分离的过程。矩阵区域，接近位错，显示出明显的迹象，成分退化后，从破坏局部平衡一个相对较短的时间。溶质浓度以及非随机的原子团簇的密度增加，而从周围的矩阵区域接近位错。平行地，远离位错，晶格保持完整，保持亚稳结构和组成均匀性。在相分离的高级阶段，位错外的基质达到平衡浓度，而位错作为质量传输的载体，为溶质原子到达表面提供快速扩散通道。此外，原子团簇的数量几乎增加了一倍，每个团簇的原子数稳步增加，沿着位错向表面移动。除了理解应变亚稳合金相分离中涉及的原子特征外，这项工作还说明了纳米级缺陷附近溶质原子的热力学和动力学行为，并定量描述了关键过程，从而为改进原子模型和模拟提供了经验输入。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation of second-phase near elastic defects in crystalline solids
研究了合金中弹性缺陷附近第二相的非均匀形核问题。缺陷可以是位错线或存在于结晶固体中的裂纹尖端。我们用Ginzburg-Landau方程来描述缺陷周围序参量的时空演化。该模型考虑了固体的弹性和缺陷的弹性场与序参量场的相互作用。采用有限体积法求解了控制偏微分方程的序参量。我们研究的性质的相变在附近的缺陷。
2011-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Advanced materials for solid-state refrigeration
本文综述了近年来热效应的研究进展。施加外部刺激如磁场、静水压力、单轴应力和电场分别引起磁热效应、压热效应、弹热效应和电热效应。为选定的材料编制了相关量的值，如等温熵和绝热温度变化。当材料处于相变附近时，发现这些量的大值。在不同的自由度之间经常存在耦合，并且材料可以对不同的外部场表现出交叉响应。在这种情况下，当施加场时，材料可以表现出常规或反向热效应。报道的许多热量效应的值在中等领域是足够大的，以设想这些材料在高效和环境友好的制冷未来的应用。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Influence of extended defects on the formation energy, the hyperfine structure, and the zero-field splitting of NV centers in diamond
采用密度泛函理论对金刚石中位于扩展缺陷（即本征层错、非本征层错和共格孪晶界）附近的氮空位中心进行了理论分析.几个网站的NV中心接近扩展的缺陷是积极的首选相对于散装晶体。这表明NV中心可能在扩展缺陷处富集。我们报道了NV中心在扩展缺陷处的超精细结构（HFS）和零场分裂（ZFS）参数，它们通常偏离体积值约10%，但在某些情况下可达90%.此外，我们发现，扩展的缺陷对NV中心的影响是短期的：NV中心，大约三个双层（对应于$\sim6$ $\mathring{A}$远离缺陷平面已经显示出块体的行为。
2020-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Conversion of dislocation oscillation waves to spin ones in the vicinity of OPT temperatures
在缺陷场论的框架下，研究了磁性晶体中取向相变（OPT）温度附近的位错波。如果磁子系统是不均匀的，并且不考虑介质的色散，则位错流、弹性形变和磁化的奇异性发生。介质色散导致这些参数的规律性和自旋波到位错波的转换。
2003-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Antiferromagnetic ordering and critical behavior induced giant magnetocaloric effect in distorted kagome lattice Gd$_3$BWO$_9$
本文研究了畸变kagome晶格Gd$_3$BWO$_9$单晶的低温磁性与热力学性质，发现其反铁磁有序与场诱导临界行为引发了巨磁热效应，其最大磁熵变远超商用制冷剂GGG，在极低温制冷领域极具潜力。
2025-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic and Relaxation Processes near Curie Point in Gadolinium
本文提出了一种测定磁性相变速率的实验方法。该方法是基于铁磁样品的磁化率的变化的测量响应于样品温度的突变的相变附近。本文介绍了在居里点（Tc = 292 K）以下用水流冷却钆薄板时，测量其磁化率的变化。发现在289.9 ~ 291.3K温度范围内，钆的磁化率弛豫时间可用Landau-Khalatnikov方程近似，其动力学系数γ = 3.9 × 10 ~（-8）cm ~ 3/（ergxs）。在291.3 ~ 293.2K的温度范围内，线性近似值拟合不好。估算了钆片磁热制冷机比功率的基本限制。
2014-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Self-consistent site-dependent DFT+$U$ study of stoichiometric and defective SrMnO$_3$
我们提出了一个自洽的网站相关的Hubbard $U$方法的DFT+ $U$计算复杂的过渡金属氧化物中的缺陷，使用通过线性响应理论计算的Hubbard参数。缺陷的形成局部扰动其附近的Hubbard位点的化学环境，导致不同位点的不同Hubbard $U$参数。利用SrMnO $_3$中的氧空位作为模型系统，我们研究了$U$对化学环境的依赖性，并研究了其对缺陷体和应变薄膜结构的结构，电子和磁性的影响。我们的研究结果表明，一个自洽的$U$提高了描述化学计量的散装SrMnO $_3$相对于GGA或GGA+ $U$计算使用经验$U$。对于有缺陷的系统，$U$的变化作为一个函数的距离的哈伯德网站的缺陷，其氧化态和磁相的体结构。考虑到这种依赖性，反过来，影响计算的缺陷形成能和预测的应变和/或缺陷引起的磁相变，特别是当占据的局域状态出现在缺陷产生后的材料的带隙。
2019-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Points defects produced by irradiation: influence of boundary conditions on their biased elimination
本文挑战了辐照下点缺陷弹性偏倚（EB）自动决定吸收偏倚（AB）的传统观点，证明尾闾吸收间隙缺陷I与空位缺陷V的失衡受边界条件严重影响，而非仅由弹性相互作用决定。
2024-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and electronic structure of Mn-Ni-Ga magnetic shape memory alloys
用全势自旋极化标量相对论Korringa-Kohn-Rostocker（FP-SPRKKR）方法研究了无序、反位缺陷、马氏体相变和成分变化对Mn $_2$ NiGa和Mn $_{1+x}$ Ni $_{2-x}$ Ga磁性记忆合金磁性和电子结构的影响。Mn $_2$ NiGa是亚铁磁性的，并且当考虑Mn $_{\rm Ni}$（Ni位置中的Mn原子）的占据中的无序时，其总自旋矩增加。当计算中包括Mn-Ga反位缺陷[1]时，该力矩进一步增加。从无序结构的交换参数中得到Mn $_2$ NiGa的$T_C$的合理估计。无序影响的电子结构的Mn $_2$ NiGa通过整体加宽的状态密度和减少的交换分裂。反位缺陷的列入稍微扩大少数自旋部分DOS（PDOS），而多数自旋PDOS几乎不受影响。对于Mn $_{1+x}$ Ni $_{2-x}$ Ga，其中1 $\geq$ $x$ $\geq$ 0，随着$x$减小，Mn $_{\rm Mn}$矩增加，而Mn $_{\rm Ni}$矩在奥氏体和马氏体相中均减小。对于$x$ $\geq$ 0.25，马氏体相的总磁矩小于奥氏体相，这表明可能发生逆磁热效应。我们发现Ni 3 $d$ - Mn $_{\rm Ni}$ 3 $d$少数自旋电子态在费米能级附近的重新分布是Mn-Ni-Ga中马氏体相稳定的主要原因。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Reversible adiabatic temperature change in the shape memory Heusler alloy Ni2.2Mn0.8Ga: An effect of structural compatibility
Ni-Mn基形状记忆Heusler合金具有很强的磁热效应，有望在磁制冷技术中得到应用。它与一阶磁结构（马氏体）相变有关。我们对非化学计量比的Heusler合金Ni $_{2.2}$ Mn $_{0.8}$ Ga在其一阶磁结构相变附近的MCE进行了全面的研究。我们发现在重复的磁场循环下发生可逆的MCE。这种可逆行为可归因于马氏体相变的小热滞后。基于我们详细的温度依赖的X射线衍射数据的分析，我们证明了立方奥氏体和四方马氏体相的几何相容性。这一发现将可逆MCE行为直接与立方奥氏体和四方马氏体相之间的改进的几何相容性条件相关。该方法将有助于利用一级马氏体相变设计具有大可逆MCE的形状记忆Heusler合金。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structures of Graphene Layers on Metal Foil: Effect of Point Defects
在这里，我们报告了一种简便的方法来产生一个高密度的点缺陷在金属箔上的石墨烯，并显示点缺陷如何影响石墨烯层的电子结构。我们的扫描隧道显微镜（STM）的测量，辅以第一性原理计算，揭示了点缺陷的结果在两个谷间和谷内的石墨烯散射。由于散射的增强，缺陷附近区域的费米速度降低。此外，我们的分析进一步指出，周期性点缺陷可以通过引入显著的带隙来定制石墨烯的电子特性，这为全石墨烯电子学开辟了一条道路。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on luminescence properties of Eu-doped defect pyrochlore oxide KNbWO$_6\cdot$H$_2$O:Eu$^{3+}$
缺陷烧绿石氧化物由于其灵活的组成和高的电子/空穴迁移率，作为有前途的发光材料引起了人们极大的兴趣。本文采用第一性原理方法研究了镧系元素掺杂的烧绿石氧化物\ce{KNbWO6}：0.125 Ln $^{3+}$的结构和电子性质。我们进行各种缺陷烧绿石模型的结构优化，并计算其电子结构，揭示了水合作用有显着的影响，在两个本地对称性周围的Eu $^{3+}$离子和带结构与改变其发光行为。在水合化合物中，发现电偶极$^5$ D $_0-^7$ F $_2$跃迁被局部对称性的提高部分抑制，并且化合物中的水分子可以介导激活剂Eu $^{3+}$离子与基质之间的非辐射能量转移，导致猝灭效应.结果表明，氧空位对发光是有害的，因为它们还原了Eu $^{2+}$离子附近的Eu $^{3+}$离子，并且还用作由入射光激发的传导电子的陷阱。我们对\ce{KNbWO6}：0.125 Ln $^{3+}$（Ln = Ce，Pr，Nd，Pm，Sm）的计算支持了缺陷烧绿石氧化物\ce{KNbWO6}也可以作为Ln $^{3+}$离子掺杂的发光基质，从而在原子水平上对这些材料的发光性质的变化趋势给出了有价值的见解。
2019-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Influence of point defects on the electronic and topological properties of monolayer WTe$_2$
在一些拓扑绝缘体中，例如石墨烯和WTe $_2$，带反转源自化学键合和空间群对称性，与诸如Bi $_2$ Se $_3$的材料相反，其中带反转源自原子中的相对论效应。在前者中，能带反转容易受到化学环境的变化，例如缺陷的影响，而后者由于与原子相对论效应相关的较大能量尺度而较少受到缺陷的影响。受最近实验的启发，我们研究了Te空位和Te吸附原子对WTe $_2$电子性质的影响。我们发现Te空位的形成能为$2.21$ eV，而Te吸附原子的形成能要低得多，为$0.72$ eV.空位强烈影响的能带结构，我们提出的证据表明，带反转已经被逆转的名义组成的WTe $_{1.97}$。与此相反，我们发现吸附原子不改变费米能级附近的电子结构，从而拓扑性质。我们的研究结果表明，碲吸附原子应存在于薄膜，生长在一个富碲的环境中，我们认为，他们已经观察到在扫描隧道显微镜实验。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci
The examination of stable charge states of vacancies in Cu2ZnSnS4
采用Kohn-Sham（KS）缺陷诱导单粒子能级分析方法，考虑屏蔽库仑杂化泛函，研究了太阳能电池吸收材料Cu 2 ZnSnS 4中空位的稳定电荷态.我们发现Cu、Zn和S空位（记为VCu、VZn、VS）在带隙附近不诱导单粒子缺陷能级，因此它们中的每一个都只有一个稳定的电荷态，分别对应于完全占据的价带VCu 1-、VZn 2-和VS 0（因此不能解释任何缺陷跃迁能级）。Sn空位（VSn）具有三个稳定的电荷态VSn 2-、VSn 3-和VSn 4-，它们可以解释两个电荷跃迁能级。通过与以往电荷跃迁能级研究的比较，我们的结果表明，在计算电荷跃迁能级之前，对稳定电荷态的考察是一个必要而重要的步骤。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Br$^{-}$/S$^{2-}$ site-exchange on Li diffusion mechanism in Li$_6$PS$_5$Br -- a computational study
采用从头算分子动力学方法研究了Br $^-$ /S $^{2-}$的位置交换对锂离子在水辉石型固体电解质Li $_6$ PS $_5$ Br中扩散的影响.基于计算的轨迹的一个新的机制内的锂笼周围的$4d$网站的内部锂重组。这种重组机制是高度协调的，不能用单一的旋转轴来描述。对Br $^-$ /S $^{2-}$缺陷的模拟表明，Li $^._i$材料是主要的移动载流子，其来源于Frenkel对。这些是因为$4d$位点上的Br $^._\text{S}$缺陷导致一个或甚至两个Li $^._i$转移到相邻的12个笼中而形成的。然后锂离子通过间隙和非晶机制进行笼间跳跃。因此，一个单一的Br $^._\text{S}$缺陷使得Li扩散超过扩展的空间区域，解释了为什么低程度的位点交换足以触发超离子传导。弗伦克尔对的空位，即V $'_\text{Li}$，大多是固定的，并结合到Br $^._\text{S}$缺陷。在较小程度上，S $'_\text{Br}$缺陷也引起锂分布的扰动，并作为锂化合物的汇，将Li $^._i$运动限制在S $'_\text{Br}$缺陷附近。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural-defect-induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction
反对称的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinskii-Moriya）对非中心对称晶体结构的磁性系统中Skyrmion织构的稳定和手性控制起着决定性的作用。一个较少研究的方面是，这种相互作用被认为是在晶体磁性材料的晶格缺陷附近，由于局部结构反转对称性破缺。如果这种情况导致了相当大的影响，这意味着手性引入到一个非常大的类别的磁性材料-缺陷丰富的系统，如多晶磁体。在这里，我们的实验表明，微结构缺陷引起的磁共振引起的极化依赖的非对称项的小角中子散射（SANS）截面的多晶铁磁体与中心对称的晶体结构。使用微磁学连续理论的理论预测支持的结果。Arrott在1963年已经证实了这种效应，并证明了纳米晶体铽和钬（具有大的晶界密度）以及机械变形的微晶钴（具有大的位错密度）。散射的不对称性的分析允许一个确定的缺陷引起的折射率常数，$D = 0.45 \pm 0.07 \, \mathrm{mJ/m^2}$的Tb在$100 \, \mathrm{K}$。我们的研究证明了一般的相关性的缺陷丰富的铁磁体的磁性微结构与消失的内禀磁性。极化SANS是决定性的揭示签名的缺陷引起的电子转移，这是有关的独特的依赖性的极化SANS截面上的手征相互作用。这一发现为研究无序材料中缺陷引起的skyrmionic磁化织…
2018-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Conduction properties of extended defect states in Dirac materials
我们证明了在石墨烯中的线性缺陷附近的局域态的存在。这些状态具有绝缘或导电特性。绝缘态形成一个平坦的能带，而导电态呈现出群速度的减慢，这不是由多体相互作用引起的，而是由界面性质控制的。对于适当的边界条件，导电状态表现出动量谷锁定和保护从背散射效应。这些发现为最近关于石墨烯中相关相起源的讨论做出了贡献。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The effect of interstitial clusters and vacancies on the STM image of graphite
利用紧束缚格林函数技术，我们计算了表面和亚表面缺陷的石墨的STM图像，同时考虑到由于缺陷的晶格弛豫。我们已经证明，两种不同的物理机制可能会导致在STM图像中的小丘的形成：弯曲的石墨表面，由于最上层的石墨层之间的电子和增强的状态接近费米能量的碳原子上的空位附近的电子密度。我们的研究结果表明，小山丘可能起源于间隙团簇和空位。然而，相比之下，直径超过10 μ m的大小丘只能由间隙团簇引起。
1999-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Tip-gating Effect in Scanning Impedance Microscopy of Nanoelectronic Devices
用扫描门显微镜和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了半导体单壁碳纳米管中的电子输运。根据探头电位，SIM可以在侵入性和非侵入性模式下进行。高分辨率成像的缺陷时，探针作为一个本地门，同时作为一个静电探针的本地电位。一类弱缺陷变得可观察，即使它们位于强缺陷附近。讨论了针尖选通扫描阻抗显微镜的成像机理。
2002-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized Hall Effect Phenomena and Topological-Order in 4D Josephson Junction Arrays in the Vicinity of a Quantum Phase Transition
近年来，量子霍尔效应（QHE）在复（C）、四元数（H）和八元数（O）紧（规范）李代数域中的数学框架下得到了从二维到四维和八维的推广。正如二维电子气体中的QHE可以用属于第一类的陈氏数拓扑不变量来理解，4D和8D中的QHE可以用属于第二类和第四类的陈氏数拓扑不变量来理解。研究表明，二维量子HE现象与约瑟夫森结阵列（JJAs）的拓扑有序基态有关，JJAs映射到阿贝尔规范理论上，该理论具有描述电荷-涡旋耦合的周期性拓扑项。在这些2D JJA中，磁点缺陷和库珀对电荷通过电磁对偶性（Montonen-Olive）彼此对偶。这导致了在“自对偶”临界点处的相位相干超导体和双相位非相干超绝缘体基态之间的量子相变。本文将玻色-爱因斯坦凝聚体的拓扑有序化框架推广到与四维量子理论相关的四维四元数有序系统。这是通过引入一个非阿贝尔拓扑项来实现的，该项描述了第三同伦群点缺陷（如广义磁涡旋）和库珀对类电荷之间的耦合。属于第三同伦群的点缺陷与电荷激发是对偶的，这导致在“自对偶”临界点处在取向有序和取向无序基态之间表现出量子相变。在这个“自对偶”临界点附近的阻挫基态，其特征在于属于第二类陈式的全局拓扑不变量。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Band dispersion of graphene with structural defects
我们使用两种互补的方法研究了具有随机分布结构缺陷的石墨烯的能带色散，紧束缚哈密顿量的精确对角化和实现自洽T矩阵近似。我们确定了三种不同类型的杂质导致在狄拉克点附近的定性不同的光谱。首先，共振杂质，如空位或585缺陷，导致在狄拉克点处的光谱的拉伸，具有有限的局域态密度。这种类型的光谱已经通过光电子能谱在外延石墨烯中观察到，并在文献中广泛讨论。第二，非共振（弱）杂质，如成对空位或斯通-威尔士缺陷，不拉伸光谱，但提供随能量增加的谱线加宽。最后，破坏亚晶格对称性的无序，例如只在一个亚晶格中放置空位，在狄拉克点周围打开一个能隙，并在这个能隙的中间产生一个杂质带。我们发现这两种方法的结果之间的良好协议，也与实验测得的光谱。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles electrostatic potentials for reliable alignment at interfaces and defects
不同原子组态之间的静电势的对准对于跨界面的能带偏移和带电缺陷的形成能的第一性原理计算是必要的。然而，这种潜在的强烈振荡，在原子尺度上的对齐具有挑战性，特别是当原子的几何形状发生很大变化，从散装附近的缺陷和接口。我们介绍了一种方法来抑制这些强烈的振荡，通过消除在每个原子的潜力深井。我们证明，这种方法大大提高了系统大小的收敛依赖于排列的静电势，包括带偏移在固液界面，在固体和固体表面在真空中的带电空位的形成能的第一性原理预测的范围很广。最后，我们使用这种方法结合连续溶剂化理论来研究在固液界面的带电空位的能量。我们发现，在水中的NaCl（001）表面的例子中，溶剂化减少了带电空位的形成能量0.5 eV：由于分子动力学方法的计算成本，这个重要的影响的计算以前是不切实际的。
2017-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Regular and in-plane skyrmions and antiskyrmions from boundary instabilities
我们用磁场和充电电流脉冲建立了一个产生skyrmion和antiskyrmion的理论。我们表明，拓扑缺陷可以创建在一个系统的边缘与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（π），以及在不同π区域之间的边界。我们考虑垂直和平面内（也称为磁双分子）的skyrmions和antiskyrmions版本。我们表明，在附近的边缘或边界的磁化扭曲所描述的扭结的解决方案，它的存在可以煽动生成的拓扑缺陷。我们用解析和数值方法研究了磁化的集体激发，证明了在磁场和充电电流脉冲的作用下，局域在边界附近的磁振子模会产生不稳定性，导致skyrmions或antiskyrmions的形成.由于斯基米恩和反斯基米恩霍尔效应，适当选择的电流方向可以将拓扑缺陷推离边界，从而促进它们的产生。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$\textit{Ab Initio}$ Theory of the Impact from Grain Boundaries and Substitutional Defects on Superconducting Nb$_3$Sn
晶界在超导Nb $_3$ Sn的应用中起着关键作用：在直流应用中，晶界通过钉扎磁通保持材料固有的高临界电流密度，而在交流应用中，晶界可以提供磁通进入的薄弱点并导致显著的耗散。我们提出了第一个$\textit{ab initio}$研究，探讨不同的边界类型的物理在Nb $_3$ Sn使用密度泛函理论。我们确定了一个积极有利的选择倾斜和扭曲晶界的不同取向。我们发现，干净的晶界点缺陷减少费米能级态密度的两个因素，效果衰减回体电子结构$\sim1-1.5$ nm的边界。我们进一步计算锡替代缺陷的结合自由能多个边界，发现一个强大的电子相互作用，延伸到一个距离相当于减少的状态密度。与此相关的相互作用，我们发现了一个普遍的趋势，在边界附近的缺陷电子熵。我们探测缺陷偏析对晶界电子结构的影响，并计算替代杂质对费米能级态密度在晶界附近的影响，发现钛和钽有很小的影响，无论位置，而锡，铜，铌缺陷都有显着的影响，但只有在远离边界核心的网站。最后，我们考虑如何所有这些影响的局部超导转变温度$T_\textrm{c}$的函数，从边界平面的距离。
2020-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Twin Domain Structure in Magnetically Doped Topological Insulators
孪晶畴是拓扑绝缘体\BiSe{}中天然存在的畴结构，对拓扑绝缘体的性质有很大的影响.虽然存在对理想\BiSe{}结构的行为的研究，但对其与其他缺陷的可能相互作用知之甚少。特别是对于近年来引起广泛关注的磁性掺杂对拓扑绝缘体态的人为扰动，需要额外的信息。采用基于分层格林函数的从头计算方法，研究了\BiSe{}中孪晶面间的相互作用。我们显示了各种磁性和非磁性化学缺陷对孪晶面形成能的影响，并讨论了它们的分布的相关修改。此外，我们还研究了掺杂剂在孪晶面附近位置的磁性变化，以及掺杂剂对占据这些位置的偏好。我们的结果表明，孪晶面至少在$3-4$ ~nm的距离上相互排斥。然而，在磁性Mn和Fe缺陷的存在下，优选接近的TP位置。此外，计算的孪晶面形成能表明，在这种情况下，它们的形成受到抑制。最后讨论了孪晶面对表面带隙的影响。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The superconducting and magnetic states in RuSr2GdCu2O8, based on the magnetic, transport and magneto-caloric characteristics
本文讨论了选定的性质的非超导和超导多晶样品的RuSr2GdCu2O8和评论的后果，引入不重要的亚化学计量的Ru的名义公式。的磁阻和磁特性的解释有利于形成的本质上不均匀的超导相，这似乎是稳定的，随着结构的修改可能会增强与修改的起始化学计量。比热数据揭示了磁有序T_{m}的温度变化，表明Ru磁矩在磁亚晶格中的稀释。等温磁热系数M_{T}的磁场依赖性的测量结果表明，在很宽的磁场和温度范围内没有磁熵增益。然而，探测的磁系统的多组分特征排除了Ru排序的基态上的结论，在T_{m}附近的温度下在弱磁场处发生的M_{T}（H）的最大值可能反映了铁磁型相互作用的优势，其相关范围受到限制。文献探索的Ru磁有序和可能的相分离的RuSr2GdCu2O8的模型进行了讨论。
2010-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
