From Stoner to Local Moment Magnetism in Atomically Thin Cr2Te3
本研究结合多种光谱、显微表征与第一性原理计算，揭示原子级薄 Cr2Te3 随厚度降低发生 Stoner 型向 Heisenberg 型铁磁转变，并阐明单层居里温度受抑制的电子结构起源。
2023-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Air Stable and Layer Dependent Ferromagnetism in Atomically Thin van der Waals CrPS$_{4}$
二维材料中的铁磁性为开发具有先进功能的自旋电子器件提供了一个很有前途的平台。最近发现的铁磁范德华晶体，如CrI $_{3}$，容易隔离的二维晶体，是高度可调的通过外部磁场或结构修改。然而，由于材料在空气暴露下的不稳定性，仍然存在挑战。在这里，我们报告的观察空气稳定和层依赖铁磁（FM）范德华晶体，CrPS $_{4}$，使用磁光克尔效应显微镜。在反铁磁（AFM）散装相反，FM面外自旋取向被发现在单层晶体。此外，交替AFM和FM性能观察到的偶数和奇数层表明层之间的强大的反铁磁交换相互作用。在这些晶体中观察到的铁磁性即使在暴露于空气中大约一天后仍然保持弹性，为范德华自旋电子学的实际应用提供了可能性。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-controlled Ferromagnetism in Atomically Thin CrSiTe$_3$ Flakes
二维范德华铁磁体的研究推动了超高密度和纳米级数据存储的发展。然而，层状磁体中的内禀铁磁性总是受到许多因素的影响，例如堆叠顺序、层间耦合和层数。在这里，我们报告了从软到硬铁磁行为的磁性转变为CrSiTe $_3$薄片的厚度减小到几个纳米。现象上，与体相对应物中可忽略的磁滞回线相反，原子级薄的CrSiTe $_3$显示出随着厚度减小至约8 nm而具有有限磁化强度和磁化率的矩形回线，指示单畴和面外铁磁序。我们发现，随着厚度的减小，杂散场减弱，抑制了畴壁的形成。此外，厚度依赖的铁磁性能也揭示了从三维到二维伊辛铁磁体在约7 nm的CrSiTe $_3$厚度的交叉，伴随着居里温度从33 K的块体到约17 K的4 nm样品的下降。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhanced weak ferromagnetism and conductivity in hole-doped pyrochlore iridate Y2Ir2O7
烧绿石铱酸盐在凝聚态物理中具有实现新拓扑态的潜力，近年来引起了人们越来越多的兴趣。为了获得这样的量子态，理解这些化合物的磁性是非常必要的，因为它们的电子结构与它们的磁性基态是强耦合的。在这项工作中，我们报告了一个系统的研究烧绿石Y2 Ir 2 O 7及其空穴掺杂化合物的磁性进行磁，电子自旋共振，电输运，和X射线光电子能谱学（XPS）测量。我们证明了在未掺杂的化合物中，在大的反铁磁背景之上存在弱铁磁性。空穴掺杂钙被发现，以提高铁磁性和导电性。XPS分析表明，在未掺杂的化合物中，Ir 4+和Ir 5+共存，并且随着Ca的掺杂，Ir 5+的含量增加，这说明了Ir 5+形成的弱铁磁性的可能来源.我们还观察到场冷后M-H曲线的垂直移动，这可能是由于铁磁相和反铁磁背景之间的强耦合.
2015-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically tunable room-temperature ferromagnetism in CrBr$_3$
本研究基于第一性原理海森堡XXZ模型，发现通过栅极诱导的载流子掺杂可调控单层CrBr₃的磁有序至室温，空穴掺杂可增强铁磁性，电子掺杂可改变磁易轴，为电控二维自旋电子等器件提供新可能。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity, weak ferromagnetism and charge instability in $α-MnS$ single crystal
在$5 K < T < 550 K$温度范围内测量了$α- MnS $单晶的电阻率、磁化强度和电子自旋共振随温度的变化关系。在$T=5 K, 77 K, 300 K$上，在高达0.7 T的外加磁场中，发现了磁化强度和电阻率的不可逆温度行为。用简并紧束缚模型和无规相位近似对实验数据进行了解释。研究了锰离子的$t_{2g}$和$e_g$带中空穴对$α-MnS $的电导率、光吸收谱和电荷不稳定性的贡献。在$T=160 K, 250 K, 475 K$上计算了不同轨道上空穴间的在位库仑相互作用和子带间的小杂化作用引起的电荷极化率最大值。
2004-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single monolayer ferromagnetic perovskite SrRuO3 with high conductivity and strong ferromagnetism
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（NTT基础实验室，NTT公司）；The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
单层 SrRuO3 在 DyScO3 基底上表现出高导电性和强铁磁性，其电阻率显著低于在 SrTiO3 基底上生长的同类材料，为二维磁性氧化物系统提供了新平台。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-temperature ferromagnetism and ferroelasticity in ultraflexible atomically thin square-shaped lattices
School of Physical Science and Technology, Southwest University（西南大学物理科学与技术学院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Department of Physics, Beijing Normal University（北京师范大学物理系）；School of Science, Inner Mongolia University of Technology（内蒙古工业大学理学院）；School of Physics, State Key Laboratory for Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
该研究通过第一性原理计算发现，FeSi纳米片在超高温铁磁性和铁弹性方面具有独特性能，为多功能器件和拓扑自旋电子学提供了新可能。
2024-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction of conductivity and ferromagnetism induced by Ag doping in ZnO:Co
为了研究ZnO基稀磁材料的铁磁性质以及铁磁性与载流子之间的关系，在脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜中进行了Co和Ag的共掺杂。霍尔传输测量结果表明，Ag掺杂高达5%，导致本机n型载流子的渐进补偿。磁化曲线显示铁磁性的贡献，所有样品在5 K和室温下，随着Ag浓度的增加而减少。第一性原理模拟的Co-Ag缺陷的可能配置建议周围的间隙Co杂质的铁磁性的起源的纳米团簇的形成。Ag的共掺杂导致这些团簇的总自旋和居里温度的降低。
2013-07-18 cond-mat.mtrl-sci
High Current Density and Low Thermal Conductivity of Atomically Thin Semimetallic WTe2
石墨烯之外的二维（2D）半金属在原子薄极限中相对未被探索。在这里，我们介绍了一种简便的生长机制，半金属WTe2晶体，然后制造几层测试结构，同时小心避免暴露在空气中的退化。80 nm至2 um长的器件的低场电气测量使我们能够分离固有电阻和接触电阻，揭示迄今为止研究的最薄封装和稳定的WTe2器件（3至20层厚）中的金属响应。高场电测量和电热建模表明，超薄WTe2可以承载非常高的电流密度（接近50 MA/cm 2，高于大多数常见的互连金属），尽管热导率非常低（约3 W/m/K）。这些结果表明，这种层状半金属的空气稳定的技术可行性的几种途径。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable Room-temperature Ferromagnetism in Two-dimensional Fe$_3$GeTe$_2$
材料研究一直是现代纳米电子器件发展的主要推动力。特别是，磁性薄膜的研究已经彻底改变了自旋电子器件的发展;识别新的磁性材料是改善器件性能和新器件范例的关键。二维范德瓦尔斯晶体的出现创造了新的可能性。这类材料保持其化学稳定性和结构完整性，直到单层，并且原子级薄，易于通过各种栅极调制进行调谐。最近的实验表明，在低温下，在绝缘的Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$和CrI $_3$中获得二维铁磁有序是可能的。在这里，我们开发了一种新的器件制造技术，并成功地从层状金属磁体Fe $_3$ GeTe $_2$中分离出单层用于磁输运研究。我们发现，巡游铁磁性坚持在Fe $_3$ GeTe $_2$下降到单层的面外磁晶各向异性。铁磁转变温度$T_c$在原始Fe $_3$ GeTe $_2$薄片中受到抑制。然而，离子门显著地将$T_c$升高至室温，显著高于本体$T_c$的205开尔文。二维Fe $_3$ GeTe $_2$中的门可调室温铁磁性为基于原子级薄范德瓦尔斯晶体的潜在电压控制磁电子学开辟了机会。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Conductivity Along Lateral Homojunction Interfaces of Atomically Thin Semiconductors
异质结构中材料之间界面处的能带重新排列可以产生独特的电子特性和非平凡的低维电荷态。在单层和多层MoS $_2$的同质结中，厚度依赖的能带结构意味着能带重新排列的可能性和一个新的界面电荷态，其性质与隔离层不同。在这份报告中，我们使用扫描光电流显微镜和沿界面施加源漏偏压的栅依赖运输探测界面电荷状态。在界面处观察到的增强的光响应归因于能带弯曲。具有MoS $_2$单层-多层界面的材料的有效电导率被证明高于独立的MoS $_2$单层或多层的材料的有效电导率。一个经典的异质结构模型被构造来解释在界面处的电性能。我们的工作表明，在过渡金属二硫属化物单层/多层界面的能带工程可以提高复合单层和多层器件的纵向电导和场效应迁移率。
2016-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Design of electron correlation effects in interfaces and nanostructures
我们提出，从{ \it电子相关}的角度（如铁磁性、超导性）进行材料设计的最佳依据之一是原子控制的纳米结构和异质界面，正如这里通过第一性原理计算的三个例子从理论上证明的那样：（i）纯有机五元环聚合物的带铁磁性，提出了由电子-电子排斥引起的平带铁磁性。(ii)金属诱导的间隙态（MIGS）约一个原子单层厚的绝缘体/金属异质界面，最近发现的实验，其中激子机制的超导性被认为是。(iii)碱金属掺杂沸石是一类具有纳米结构的主-客体体系，在实验上发现了铁磁性，提出了由“超原子”组成的“超晶体”的概念，并考虑了其Mott绝缘体性质。这表明电子相关设计确实是纳米结构和异质界面的一个有前途的途径。
2004-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurement of the surface susceptibility and the surface conductivity of atomically thin $\rm MoS_2$ by spectroscopic ellipsometry
我们展示了如何正确地从椭圆偏振数据中提取描述单层$\rm MoS_2$的光学性质的表面磁化率和表面电导率。理论上，这些参数源于将单层二维晶体建模为表面电流，一个真正的二维模型。目前的实验实践是考虑这个模型等效于一个均匀的板与剥离的散装材料的层间距给出的有效厚度。我们证明，单层$\rm MoS_2$的表面磁化率的评价中的误差，由于使用的平板模型，是至少10%或更大，在确定这种材料的光学性质的显着差异。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unusually low thermal conductivity of atomically thin 2D tellurium
碲是一种高性能的热电材料，由于其优越的电子传输和低晶格热导率（$κ_L$）。在这里，我们报告了单层碲中的超低$κ_L$，即，在最近的实验中成功合成的碲。我们发现碲具有令人信服的低室温$κ_L$的2.16和4.08 W m $^{-1}$ K $^{-1}$沿扶手椅和Z字形方向，分别低于任何其他二维材料的报道值。我们将这种异常低的$κ_L$归因于软声学模式、极低能量的光学模式以及光声声子之间的强散射，这使得碲烯成为一种潜在的新型热电材料。最后，我们发现$κ_L$与二维材料中$Γ$点的最大声学声子频率（$ω_{D}^{a}$）和最低光学声子频率（$ω_Γ^{o}$）成正比，分别反映了材料的谐波和非谐波热性质.
2018-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stable ferromagnetism and doping induced half-metallicity in asymmetric graphene nanoribbons
我们提出了一类石墨烯纳米带，由于它们的不对称性，显示出强的内禀铁磁行为。这种带状物是基于锯齿形边缘的主干，其上覆盖有周期性的、可变尺寸的三角形切口区域。的电子性质作为拓扑结构的函数进行了研究。有趣的是，硼或氮的替代掺杂诱导半金属性。从能带结构可以推断出最有效的掺杂位置。鉴于目前快速发展的自下而上的策略，用于合成原子级精确的碳纳米结构，所提出的纳米带类出现作为一个真正的候选人在环境温度下的自旋电子应用。
2012-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional thermal conductivity of suspended zigzag graphene nanomesh
Advanced Research Laboratory, Anritsu corporation（安立公司先进研究实验室）
本研究发现锯齿状石墨烯纳米网格的热导率随纳米带宽度变化呈现非经典行为，归因于网格结构及原子有序边缘的影响。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic 2D Ferromagnetism in V5Se8 Epitaxial Thin Films
原子薄范德瓦尔斯晶体内禀铁磁性的发现开辟了一个新的研究领域，使二维（2D）极限下的磁性基础研究以及磁性范德瓦尔斯异质结构的发展成为可能。迄今为止，各种二维铁磁性主要是通过机械剥离“原始铁磁性（FM）”范德华晶体来探索的，而自底向上的方法通过薄膜生长技术已经在各种“原始非FM”范德华材料中展示了涌现的二维铁磁性。在这里，我们表明，V5Se8外延薄膜生长的分子束外延（MBE）表现出新兴的2D铁磁性与固有的自旋极化的V 3d电子，尽管散装对应物是“原来的反铁磁性（AFM双）”。此外，厚度依赖性测量表明，这种新开发的2D铁磁体可以被归类为具有弱磁各向异性的巡回2D海森堡铁磁体，从而将2D磁体的阵容扩大到那些可能有利于未来自旋电子学应用的磁体。
2019-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and transport properties of the Kondo system Ce4Sb1.5Ge1.5
铁磁有序与一个小的磁矩被发现低于14 K的SQUID测量的化合物Ce4Sb1.5Ge1.5。在室温下测量了Ce_4Sb_（3-x）Tx（T = Ge，Si，Sn，Pb，Al）体系的输运特性，其中Ce_4Sb_（1.5）Ge_（1.5）体系的Seebeck系数最高。它的传输性能（电阻率，热导率，热电功率）的实验研究详细到低温。发现了电阻率的近藤晶格行为及其在有序点处的反常现象，并与Wiedemann-Franz定律进行了比较。
2014-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical thickness for ferromagnetism in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
在LaAlO 3（LAO）和SrTiO 3（STO）的异质结构中，观察到了两种不同形式的磁性[1-7]，这些磁性可能[8，9]或可能不是[10]由界面载流子引起，这些载流子在电子重构中从LAO迁移到界面[11]。我们在一系列不同LAO厚度的n型样本中对磁场景观[5]进行成像。我们发现铁磁补丁只出现在临界厚度以上，类似于电导率[12]。因此，我们得出结论，界面重构是必要的磁性的形成。我们没有观察到铁磁性与栅极电压的变化，并检测到铁磁性在非导电的p型样品，表明在界面上的载流子不需要巡回产生磁性。铁磁性出现在孤立的补丁，其密度变化很大的样品之间的事实强烈表明，无序或局部应变诱导磁性的人口的界面载流子。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Field Dependent Piezoelectricity in Atomically Thin Co$_2$Te$_3$
二维（2D）材料由于其令人兴奋的性能范围而受到研究兴趣的激增。在这里，我们表明，二维碲化钴（Co2Te3），成功地通过液相剥离在有机溶剂中合成，在室温下表现出弱铁磁性和半导体行为。二维Co2Te3样品的磁场相关压电性能显示了材料的磁电响应以及输出电压与外加磁场之间的线性关系。第一性原理密度泛函理论和从头算分子动力学被用来解释这些实验结果。我们的工作可以为具有耦合磁性和压电性的二维材料的开发铺平道路，从而在电磁学中产生新的应用。
2021-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Robust ferromagnetism in insulating La$_2$NiMnO$_6$ thin films
氧化物自旋电子学领域可以从具有接近室温居里温度的坚固铁磁绝缘体的建立中受益。在这里，我们调查的结构，电子和磁性原子精确的外延应变薄膜的双钙钛矿La $_2$ NiMnO $_6$（LNMO）的离轴射频磁控溅射生长。我们发现，薄膜保留了很强的绝缘行为和批量样居里温度在280 K的顺序，几乎独立于外延应变条件。这些结果表明，LNMO膜在多层器件结构中的前瞻性实施，其中高温铁磁绝缘状态是先决条件。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Transport Properties of La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$Co$_{1-y}$Mn$_y$O$_3$
虽然La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$和La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ CoO $_3$都是金属导电率低于$T_\mathrm{c}$的铁磁体（分别为360 K和220 K），La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ Co $_{1-y}$ Mn $_y$ O $_3$中Co被Mn部分取代（$y < 0.1$）显著抑制了Co-O-（？）Co双交换并将电导率调节到绝缘行为。由于Mn-O-Mn双交换相互作用在低Mn取代水平下是可避免的，因此铁磁性和导电性的恶化提供了在本系统中没有Mn-O-Co双交换（但反铁磁超交换）的证据。在$y = 0.1$，铁磁性不再被观察到，该系统成为绝缘自旋玻璃与$T_\mathrm{g}\approx 62$ K估计从交流磁化率数据使用传统的临界减速标度律。随着进一步取代（$y\geq 0.3$），铁磁性恢复（$y = 0.3$为$T_\mathrm{c} = 165$ K，$y = 0.5$为200 K），同时电阻率继续增加并表现出绝缘行为。这些结果表明，取代不是简单的混合物La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$和La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ CoO $_3$，但产生了更复杂的自旋状态，相互作用和无序的情况。
2002-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Spin States in Atomically Ordered Cobaltites
通过异质外延在复合氧化物薄膜中施加外延应变被认为是识别新特性和探索材料性能的巨大潜力的有力工具。一个特别的例子是LaCoO 3，一种零自旋的块状材料，尽管经过十年的深入研究，其薄膜中的强铁磁性仍然是个谜。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜辅以X射线和光学光谱研究LaCoO 3外延薄膜在不同的应变状态。我们观察到一种非常规的应变弛豫行为，导致条纹状，晶格调制图案，这并不涉及不受控制的失配位错或其他缺陷。调制需要形成的铁磁有序片，包括中间或高自旋Co 3+，从而提供了一个明确的描述中发现的外来磁性外延应变LaCoO 3薄膜。这一观察结果提供了一种新的途径来定制功能氧化物异质结构的电子和磁性。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of interlayer and intralayer magnetism in three atomically thin chromium trihalides
我们进行了全面的研究，三种不同的磁性半导体，碘化铬$_3$，溴化铬$_3$，和氯化铬$_3$，通过将少量和双层样品的范德华隧道结。我们发现，随着卤素原子的变化，层间磁有序、交换能隙、磁各向异性以及磁振子激发都发生了系统的演化。通过拟合自旋波理论，考虑最近邻交换相互作用，我们能够进一步确定一个简单的自旋哈密顿描述所有三个系统。这些结果将二维磁性平台扩展到单个材料家族中的伊辛、海森堡和XY自旋类。使用磁光测量，我们还表明，铁磁性可以稳定下来，在各向同性CrBr $_3$单层，与转变温度仍然接近的散装。
2019-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Outstanding Thermal Conductivity of Single Atomic Layer Isotope-Modified Boron Nitride
具有高热导率（k）的材料对于解决高度集成和小型化的现代设备中的废热耗散的挑战是有价值的。在此，我们报告的第一个合成原子薄的同位素纯六方氮化硼（BN）和它的所有半导体和电绝缘体中最高的k之一。富含11B的单原子层（1 L）BN在室温下具有高达1009 W/mK的k。我们发现，同位素工程主要抑制BN中的面外光学（ZO）声子散射，从而减少ZO与横向声学（TA）和纵向声学（LA）声子之间的声光散射。另一方面，减少厚度到单个原子层减少了层间相互作用，因此减少了面外声学（ZA）声子的Umklapp散射，尽管这种厚度引起的k增强不如天然存在的BN那样显著。具有许多独特性质的原子级薄的单一同位素BN在范德华（vdW）器件和未来柔性电子器件的热管理方面很有前途。原子级薄BN的同位素工程也可能在2D材料中开辟其他有吸引力的应用和机会。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in LaFeO3/LaNiO3 Superlattices with High Curie Temperature
本研究在顺磁 LNO 与反铁磁 LFO 构成的超晶格中，利用界面 Fe→Ni 电荷转移和层厚调控，获得 608 K 高居里温度及 4 μB 铁磁性，并形成层状有序 La2FeNiO6 相。
2025-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Sign reversing Hall effect in atomically thin high temperature superconductors
我们制作了范德华异质结器件，使用几个单位晶胞厚度的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的磁输运测量。原子级薄样品的超导转变温度和载流子密度可以保持接近大块样品。在大块样品中，霍尔电导率的符号被发现是相反的正常状态附近的转变温度，但随着样品的厚度减小的温度-磁场相图中的霍尔符号反转的区域急剧扩大。基于涡核中的过剩电荷密度和超导涨落的霍尔符号反转的定量分析表明，在二维极限下，原子级薄样品中存在重整化的超导能隙。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Apparent Ferromagnetism in Exfoliated Ultra-thin Pyrite Sheets
在各向同性原子薄的二维晶体的铁磁有序的实验证据一直失踪，直到双层Cr2Ge2Te6，和三个原子厚的单层CrI3被证明保留铁磁有序在有限的温度。在这里，我们证明了成功的分离的非范德华型超薄纳米片的FeS2来自天然存在的黄铁矿矿物（FeS2）通过液相剥离。结构表征表明（111）取向的片层占主导地位，并通过密度泛函理论表面能计算得到理论支持。自旋极化密度理论计算进一步预测了（111）取向的三原子厚黄铁矿片具有不同于其抗磁块体对应物的稳定铁磁基态。这一理论研究结果进行了实验评估，采用低温超导量子干涉装置测量和观察到的异常铁磁的行为。
2021-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Machine Learning Framework for Modeling Ensemble Properties of Atomically Disordered Materials
本文提出结合图神经网络与蒙特卡洛模拟的框架，高效计算无序材料系综性质，并以MXene表面终止无序为例，揭示其对电导率温度依赖的影响及光导率的稳健性。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Cu$_{1-x}$Fe$_x$O: Hopping Transport And Ferromagnetism
采用溶胶-凝胶法制备了单相的Cu_（1-x）Fe_xO（0<x<0.125），并对其结构、电学和磁学性质进行了表征。利用介电和磁性研究，我们研究了电子和自旋的耦合。电导率和活化能随Fe含量的增加进行了研究。除了x=0.125有两个活化能外，所有样品的实验电导率数据的建模都强调单一的跳跃机制。通过霍尔效应[1]和XPS研究确认CuO中Cu 2+的大部分Fe 3+取代证实了空穴掺杂。这样的取代导致稳定的铁磁性。Fe取代引入的磁性变化作为一个内在的磁性在Fe掺杂的CuO，而不是作为二次杂质相。
2017-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature ferromagnetism in transparent and conducting Mn-doped $SnO_{2}$ thin films
在室温下，磁化强度随磁场的变化表现出滞后行为。根据磁化强度的温度依赖性，居里温度$(T_{C})$高于350 K。Mn掺杂的氧化锡薄膜在可见光区（400-800 nm）表现出低电阻率和高透光率。Mn掺杂的$SnO_{2}$薄膜中铁磁性、高可见光透明度和高电导率的共存有望成为自旋电子器件的理想特性。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coexisting superconductivity and ferromagnetism in the (V$_{0.60}$Ti$_{0.40}$)-Gd alloys
本文研究了显微结构对（V $_{0.60}$ Ti $_{0.40}$）-Gd合金磁、电、热性能的影响。在（V $_{0.60}$ Ti $_{0.40}$）-Gd合金中，Gd是不溶混相，析出物的尺寸为$<$ 1.2~ $μ$ m。这些沉淀物提高了晶界密度。随着超导转变温度（$T_{sc}$）的升高，（V $_{0.60}$ Ti $_{0.40}$）-Gd合金在低于$T_{mc}$ = 295 K时变为铁磁性。虽然无序度随着Gd含量的增加而增加，但电子热导率（$κ_{e} (H = 0)$）最多减少15%，而声子热导率（$κ_{l} (H = 0)$）减少80%.我们的分析表明，Gd沉淀物的磁矩抑制了沿晶界和晶界周围的传导电子，导致电子的平均自由程增加。传导电子极化对（V $_{0.60}$ Ti $_{0.40}$）-Gd合金中自旋涨落的部分抑制增强了$T_{sc}$。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Above-Room-Temperature Ferromagnetism in GaSb/Mn Digital Alloys
用分子束外延技术制备了GaSb/Mn数字合金。透射电子显微镜显示良好的晶体质量与个别含锰层以及解决，没有证据的3D MnSb沉淀物中看到生长的样品。所有研究的样品表现出铁磁性与温度相关的磁滞回线的磁化伴随着金属p型导电性与强异常霍尔效应（AHE）高达400 K（实验设置的限制）。反常的霍尔效应在低温和室温以上的磁滞回线非常类似于在磁化中看到的磁滞回线。具有滞后的强AHE表明空穴在室温以上与Mn自旋相互作用。所有样品都是金属的，这对自旋电子学应用很重要。* 信件应该寄给谁。电子邮件地址：luo@buffalo.edu
2002-03-18 cond-mat.mtrl-sci
"Graphene-Like" Exfoliation of Atomically-Thin Bismuth Telluride Films
本文报道了碲化铋大面积结晶薄膜和薄带的类石墨烯剥离现象。它表明，碲化铋，热电工业中最重要的材料，可以机械分离成其构建块-[Te-Bi-Te-Bi-Te]-原子五倍的厚度约为1 nm，甚至更进一步-亚单元具有更小的厚度。原子级薄的晶体可以被构造成悬浮的晶体带，提供二维的量子限制。碲化铋的准二维（2-D）晶体显示出高的导电性。碲化铋原子层工程的提出开辟了一条新的途径，大大提高热电优值。
2009-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a Room Temperature Two-dimensional Ferroelectric Metal
具有减小尺寸的材料已被证明具有各种各样的奇异性质和新颖的量子态，这些通常违背教科书智慧1 -5。铁电极化和金属性是众所周知的互斥性质的例子，它们不能在大块固体中共存，因为金属中的净电场可以被自由电子完全屏蔽6。一个原子级薄的金属层覆盖绝缘层已显示出良好的导电性在室温下7。此外，可以采用穿透极化场来诱导离子位移并在金属层中产生本征极化。在这里，我们证明了铁电金属可以通过施加强极化场的铁电/单胞薄金属超晶格的形式人工合成。以这种方式，原子级薄导电层的对称性可以被破坏并由相邻的极性场操纵，从而形成二维（2D）铁电金属。所制备的（SrRuO 3）1/（BaTiO 3）10超晶格在室温下表现出原子级薄层的铁电极化和金属导电性。多管齐下的调查相结合的结构分析，电气测量，和第一性原理电子结构计算解开的共存的二维导电性的SrRuO 3单层伴随着电极化的强度。这种2D铁电金属铺平了一种新的方式来设计一个量子多状态与不寻常的共存属性，如铁电体，铁磁体和金属，由外部fields 8，9操纵。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Emergent magnetism with continuous control in the ultrahigh conductivity layered oxide PdCoO2
该研究针对连续可调磁性的实现难题，通过氦注入与退火处理在超高电导率层状氧化物PdCoO₂中实现了铁磁性的连续开关调控，为自旋电子学应用提供了关键支撑。
2023-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant ferromagnetism and intrinsic anomalous Hall effect in amorphous iron-germanium
非晶铁-锗系统（$a$ Ge $_{1-x}$）缺乏长程结构有序性，因此缺乏有意义的布里渊区。\aFeGe的磁化强度由Stoner模型很好地解释，其中Fe浓度$x$高于$x=0.4$周围磁序的起始，表明非晶结构的局部序保留了$3d$态的自旋分裂态密度，足以使电子结构稳定，尽管$\mathbf{k}$是一个坏的量子数。测量揭示了增强的异常霍尔电阻率$ρ_{xy}^{\mathrm{AH}}$相对于结晶FeGe，这$ρ_{xy}^{\mathrm{AH}}$相比，密度泛函理论计算的异常霍尔电导率，以解决其潜在的机制。本征机制，通常理解为Berry曲率集成在占用$\mathbf{k}$ -状态，但在这里被证明是等效的曲率密度集成在非周期性材料中的占用能量，占主导地位的反常霍尔电导率的$a$ -Fe $_x$ Ge $_{1-x}$（$0.38 \leq x \leq 0.61$）。曲率密度是局部轨道态的自旋-轨道相关的总和，因此可以在不参考$\mathbf{k}$ -空间的情况下计算。这一结果和随之而来的Stoner-like模型的固有异常霍尔电导率建立了一个统一的理解的基础物理的异常霍尔效应在晶体和无序系统。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic mechanism for high temperature ferromagnetism in GaMnN
近年来，由于稀磁半导体对自旋电子器件的技术影响，人们致力于在室温下合成具有铁磁特性的稀磁半导体。在2001年成功地生长GaMnN薄膜显示室温铁磁性和p型导电性已被报道。当Mn含量为5.7%时，居里温度为940K，是稀磁半导体中最高的。然而，铁磁行为背后的电子机制仍然存在争议。在这里，我们使用铁磁样品显示实验证据，即Mn原子以替代方式溶解到GAN晶格中，并且它们表现出+2（多数）和+3（少数）的混合价态。p型载流子密度在非常低的温度下显著降低。同时，磁化强度急剧下降。结果表明，Mn原子间的铁磁耦合是由Mn带隙中的空穴介导的。
2005-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Atomically thin obstructed atomic insulators with robust edge modes and quantized spin Hall effect
本文揭示了磷烯及第Va族褶皱晶格单层中由受阻原子绝缘体态产生的稳健边缘模，并发现其在应变或掺杂下可转变为具有量子化自旋霍尔电导率的双量子自旋霍尔态，为拓扑自旋电子器件应用提供新途径。
2024-10-09 cond-mat.mtrl-sci
d0 Ferromagnetic Interface Between Non-magnetic Perovskites
我们使用计算和实验的方法来研究两个钙钛矿之间的电荷不平衡界面处的d 0铁磁性。在SrTiO 3/KTaO 3超晶格计算中，电荷不平衡在SrTiO 3层中引入空穴，在界面氧2 p轨道处诱导d 0铁磁半金属2D电子气。在实际浓度下，电荷不平衡压倒了空位掺杂。改变组成材料表明铁磁性是空穴型d 0钙钛矿界面的一般性质。原子尖锐的d 0 SrTiO 3/KTaO 3，SrTiO 3/KNbO 3和SrTiO 3/NaNbO 3外延界面在室温下表现出铁磁磁滞。我们认为这种行为是由于氧t1 g带的高态密度和交换耦合，而d带t2 g对称电子气的研究较多。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Effective reduction of PdCoO2 thin films via hydrogenation and sign tunable anomalous Hall effect
PdCoO2属于三角形氧化物家族，称为铜铁矿，是最导电的氧化物之一。它的面内电导率与最好的金属相当，并在低温下表现出具有极长平均自由程的流体动力学电子输运。尽管如此，尽管存在钴离子，它仍是稳定的。在这里，我们表明，一个温和的氢化过程减少PdCoO2薄膜的原子混合合金的PdCo具有强的面外铁磁性和符号可调的异常霍尔效应。考虑到许多其他化合物在类似的氢化条件下几乎没有受到影响，这一发现可能提供一种途径，以创造新的自旋电子异质结构结合强铁磁性，涉及氧化物和其他功能材料。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
The Enhanced Ferromagnetism of Single-Layer CrX3 (X=Br and I) by Van der Waals Engineering
最近在单层CrI3中发现的内禀铁磁性为低维自旋电子学开辟了一条新的途径。然而，低居里温度Tc=45 K仍然是其实际器件应用的一大障碍。在这项工作中，我们证明了CrX 3（X=Br，I）的Tc和磁矩可以通过耦合到屈曲的二维Mene（M=Si，Ge）形成磁性范德华（vdW）异质结构而同时增强。我们的第一性原理计算表明，CrX 3的n掺杂，是由Mene的自旋相关的层间电荷转移引起的，是导致其Tc和磁矩急剧增强的原因.此外，还预测了这种新型vdW异质结构的多种电子性质，包括半金属性和半导电性以及与构型相关的能隙，这预示着它们在自旋电子学中的广泛应用。我们的研究表明，vdW工程可能是一种有效的方式来调整的二维磁体的磁性，和Mene_CrX3磁性vdW异质结构是在自旋电子学和纳米电子器件的美好的候选人。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Direct demonstration of the emergent magnetism resulting from the multivalence Mn in a LaMnO3 epitaxial thin film system
原子工程氧化物异质结构为创造新的状态提供了肥沃的土壤。例如，在两个氧化物绝缘体之间的界面处的二维电子气，巨大的热电塞贝克系数，从其他非磁性成分中出现的铁磁性，以及巨大的离子电导率。广泛的研究工作表明，氧缺乏或晶格应变在确定这些意想不到的性质中起着重要作用。在这里，通过研究突然存在的强大的铁磁性（高达1.5 uB/Mn）在LaMnO 3基异质结构，我们发现Mn的多价态，发挥了决定性的作用，在出现铁磁性，否则反铁磁性的LaMnO 3薄膜。结合空间分辨电子能量损失谱，X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性技术，我们确定明确的铁磁性结果从传统的Mn 3 +-O-Mn 4+双交换机制，而不是界面效应。相反，在界面附近的5个晶胞的磁死层被发现伴随着电子重构引起的Mn 2+的积累。这些发现提供了一个尚未被探索的Mn的多价态对未掺杂的锰氧化物外延薄膜，如LaMnO 3和BiMnO 3的涌现磁性，并为全氧化物自旋电子器件提供了新的思路。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature ferromagnetism and giant permittivity in chemical routed Co1.5Fe1.5O4 ferrite particles and their composite with NaNO3
我们报告的结构，磁性和介电性能的Co1.5Fe1.5O4纳米粒子及其复合材料与非磁性NaNO3。样品来源于不同pH值的金属硝酸盐溶液。将化学路线的样品在200 ℃和500 ℃下空气加热。材料的加热显示出不寻常的微晶尺寸减小，但在所有样品中均观察到立方尖晶石结构。Co1.5Fe1.5O4的样品显示出相当大的室温铁磁矩，电导率，介电常数，和低介电损耗。样品为软铁磁材料，具有高极化性。晶粒和晶界的界面积极参与决定铁氧体晶粒的磁性和介电性能。界面贡献的效果更好地实现使用铁氧体和NaNO3复合样品。我们已经研究了不同的范围内修改的磁性和介电参数使用相同的材料在纯和复合形式。
2012-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Electronically-Controlled Ferromagnetism at the LaAlO3/SrTiO3 Interface
关于氧化物界面处出现的导电性、超导性和磁性的报道，有助于激发人们对它们丰富的物理和技术潜力的强烈兴趣。在这里，我们采用磁力显微镜搜索的室温磁性的研究LaAlO 3/SrTiO 3系统。使用电顶栅耗尽从氧化物界面的电子，我们直接观察到一个平面内的铁磁相与明确定义的域壁。由顶栅引入的流动电子与磁化反铁磁地对齐，首先屏蔽，然后在达到导电状态时使其不稳定。随后的电子耗尽导致一个新的，不相关的磁场模式。这种新发现的对两种非磁性氧化物界面处出现的磁性的控制预示着许多重要的技术应用。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring Intrinsic and Extrinsic $p$-type Dopability of Atomically Thin $β$-TeO$_2$ from First Principles
该研究采用 HSE+D3 第一性原理计算揭示二维 β-TeO$_2$ 的 p 型导电机制，评估本征缺陷、衬底效应及 10 种三价元素掺杂，并发现 Bi 具有较浅受主能级。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemical sensing with atomically-thin metals templated by a two-dimensional insulator
通过将纳米结构材料作为有源传感元件来提高固态气体传感器的灵敏度可能会因界面效应而变得复杂。纳米颗粒、晶粒或触点处的界面可能导致非线性电流-电压响应、高电阻，并最终导致限制传感器读出的电噪声。在这里，我们报告的可能性，准备名义上一个原子薄，电连续的金属，通过直接的物理气相沉积上的碳零层外延生长在碳化硅。以铂作为金属，当与化学分析物相互作用时，由于电荷转移到Pt/从Pt转移，其电导率被强烈调制。这一点，再加上材料的可扩展性，使我们能够微制造化学电阻器设备的电子读出的化学物种与分十亿分之一的检测限。由原子级薄金属形成的二维系统开辟了弹性和高灵敏度化学检测的途径，并可能成为设计具有优异活性和选择性的新型多相催化剂的途径。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic scale demonstration of ferromagnetism in a single layer FeCl2 on Au(111)
Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）；CSIC/UPV-EHU（西班牙国家研究委员会/巴斯克地区大学）；CONICET-UNL（阿根廷国家科学研究委员会/圣路易斯大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所）；Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学凝聚态物理系）
研究通过扫描隧道显微镜确认了单层FeCl2在Au(111)上的铁磁序，揭示了其绝缘间隙和自旋极化传导带的特性，以及基底对电子结构和自旋密度的影响。
2026-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Superconductivity in Two-dimensional Niobium Diselenide
本研究发现插层稀钴原子的二维NbSe₂在超导转变温度以下存在超导介导的铁磁性，提出基于自旋三重态序参量的RKKY耦合机制，经实验验证其自旋三重态本质，为铁磁超导体设计提供新方向。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Conductivity of LaAlO/SrTiO3 Interfaces made by Sputter Deposition
我们研究了生长在SrTiO_3衬底上的LaAl_3薄膜的界面性质。我们在高压氧气气氛中使用RF溅射。膜是光滑的，具有平坦表面。透射电子显微镜显示原子尖锐和连续的界面，而EELS测量显示一些轻微的混合。用EDX法测得La与Al的元素比为1.07。重要的是，我们发现这些接口是不导电的，这表明溅射的接口是不电子重建的方式报告的脉冲激光沉积生长的薄膜，因为化学计量，混合和氧空位之间的不同的相互作用。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bistability of electron temperature in atomically thin semiconductors in the presence of exciton photogeneration
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·达维多维奇·朗道理论物理研究所）
研究过渡金属二硫化物单层中激子与三重态之间的动态平衡，揭示在驻留电荷载流子和持续激子光生成作用下，系统加热导致电子温度双稳态行为，包含低温态和高温态，切换时间在十到百皮秒内。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Rain energy harvesting using atomically thin Gadolinium Telluride decorated 3D Printed nanogenerator
3D打印技术为开发储能设备提供了一种创新的方法，为现代电子产品创建方便，低成本的定制电极。通过在二维（2D）材料上移动离子溶液液滴来产生电势是一种新颖的雨水能量收集方法。这项工作展示了一种基于液固接触的3D打印纳米发电机，其中雨滴穿过带正电的碲化钆（Gd 2 Te 3）片。实验结果表明，通过在装饰的3D打印纳米发电机上移动离子溶液的液滴，可以产生高达~0.6 V的电压。通过增加大量3D打印多孔结构的表面积，纳米发电机的输出效率提高了约400%。通过密度泛函理论（DFT）计算，发现Gd_2 Te_3（112）面的高电导率是由于p型载流子的存在。此外，我们说明了增强的输出性能（~0.8V），通过使用石墨棒和任意操纵的表面电荷。因此，这项工作可以为推进蓝色能源收集的科学研究和应对能源危机开辟一条新的途径。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
