Bismuth-substituted Lutetium Iron Garnet Films with Giant Visible-Range Magneto-Optical Sensitivity
Aalto University(阿尔托大学)
本研究通过掺铋技术制备了具有高Verdet常数的可见光范围磁光灵敏度的LuBiIG薄膜,适用于低温检测和量子应用。
2026-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Bismuth iron garnet Bi3Fe5O12: a room temperature magnetoelectric material
在室温下用电场控制材料的磁性能的可能性对于现代应用是非常期望的。此外,在单一材料中磁序和电序之间的耦合呈现出广泛的特殊物理性质,例如铋铁石榴石(BIG),可能会导致自旋电子应用领域的巨大进步。特别地,在BIG中磁电(ME)耦合与自旋波的低阻尼的组合可以允许通过磁振子器件中的电场来控制和操纵自旋波。在这里,我们报告的明确观察到的线性磁电耦合在300 K以上的BIG使用铁磁共振技术与电场调制。测得的耦合值是与原型磁电Cr2O3所观察到的。我们的实验结果的基础上,这种线性ME耦合的强度是直接链接到铋离子诱导强自旋轨道耦合的存在下,并出现局部磁不均匀性相关的磁畴结构。BIG中前所未有的磁性,光学和磁电性能的组合预计将引发技术应用和理论研究的重大兴趣。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Structure and mechanical behavior of ultrafine-grained aluminum-iron alloy stabilized by nanoscaled intermetallic particles
超细晶铝合金具有高强度、低电阻率和低密度的多功能特性。然而,由于热诱导的晶粒粗化,它们通常遭受固有的差的热稳定性。为了克服这个缺点,已经选择了Al-2%Fe合金,因为Fe在Al中的低溶解度和它们的高正混合焓导致形成稳定的金属间颗粒。该两相合金通过剧烈的塑性形变进行加工,以同时实现亚微米Al晶粒和均匀分布的纳米级金属间化合物颗粒。的变形水平对微观结构的影响已被调查,由于透射电子显微镜和原子探针断层扫描,它表明,对于最高应变的亚稳Al 6 Fe颗粒发生部分溶解,导致形成的Fe过饱和固溶体。从静态退火和原位透射电子显微镜实验的热稳定性,特别是从超细晶固溶体的颗粒的沉淀和他们钉晶界的方式进行了研究。显微组织特征和显微硬度之间的相关性已经建立,以确定各种强化贡献。最后,研究表明,当Al含量小于0.01at.在250 $^\circ$ ℃下固溶1h后,固溶体中Fe的含量仅为5%,晶粒尺寸仅为300 nm。
2019-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization of trions in monolayer MoSe$_2$ interfaced with bismuth iron garnet
研究了单层 MoSe$_2$ 与铋铁石榴石异质结构中带电激子的圆偏振光致发光,发现其谷极化随温度反转符号,并提出理论模型解释磁化诱导载流子不平衡与谷反转散射机制。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover of magnetodipole and electrodipole contributions in the broadband magneto-optics of bismuth-substituted iron garnets
Abrikosov Center for Theoretical Physics, Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院阿布里科索夫理论物理中心)
本文提出宏观电动力学框架,分离铋取代铁石榴石磁光效应中磁偶极与电偶极贡献,发现红外波段二者交叉相等,并证明s偏振横向克尔效应完全由非对角磁导率驱动,可作为THz至MIR–NIR波段MD活性的稳健探针。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strain Mediated Voltage Control of Magnetic Anisotropy and Magnetization Reversal in Bismuth Substituted Yttrium Iron Garnet Films and Meso-structures
本文研究了在PMN-PT衬底上通过电压诱导应变调控Bi-YIG薄膜及介观结构的磁各向异性和磁化翻转,实现了易轴90°切换,并展示了其在低能耗存储与神经形态计算中的潜力。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin bismuth-yttrium iron garnet films with tunable magnetic anisotropy
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,内耳研究所);Kyoto University(京都大学);University of Konstanz(康斯坦茨大学);Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC(阿拉贡纳米科学与材料研究所,西班牙国家研究委员会);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学)
通过调节应变和沉积参数,实现超薄BiYIG薄膜的磁各向异性调控,适用于磁性器件和自旋轨道电子器件。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Ordering in Cubic Bismuth Telluride Alloy Phases at High Pressure
研究了一系列碲化铋化合物从有序金属间相到替代合金再到半有序相的压力诱导相变。用角色散X射线衍射法观察到Bi_4 Te_5、Bi_2 Te和Bi_2 Te化合物在室温下压缩到14--19GPa时形成无序体心立方(bcc)晶体结构的合金。BiTe和Bi 2 Te合金以及先前发现的Bi 2 Te 3和Bi 4 Te 3的高压合金都被发现在约100°C的非常温和的温度下温和退火后显示出原子有序性。在退火时,BiTe从bcc转变为B2(CsCl)晶体结构类型,并且其他相采用其半无序变体,其特征在于在两个晶体学位点之一上的置换无序。相变压力和合金相的原子体积在Bi_mTe_n系列中表现出系统的变化,包括端元Bi和Te。采用第一性原理计算研究了B2型BiTe的电子结构和化学键性质,并确定了有序转变的驱动力.计算得到的B2型BiTe的费米面具有复杂的结构,并预测在20 ~ 60 GPa之间会发生三次拓扑变化。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Improved iron-tolerance in recycled aluminum alloys via direct strip casting process
针对再生铝合金中铁杂质损害性能的问题,本研究采用直接带钢铸造工艺结合多种显微表征技术,证实该工艺可细化微观结构、使铁保留在固溶体中,显著提升铝合金耐铁性,为可持续铝回收提供新途径。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput ab initio analysis of the Bi-In, Bi-Mg, Bi-Sb, In-Mg, In-Sb, and Mg-Sb systems
合金晶体结构的预测和表征是材料研究中的一个关键问题。利用高通量从头计算方法,我们研究了下列体系的低温相图:{Bi-In,Bi-Mg,Bi-Sb,In-Mg,In-Sb,和Mg-Sb}。对于实验观察到的阶段,在这些系统中,我们提供有关其在低温下的稳定性的信息。关键词:二元合金,从头算,金属间化合物,过渡金属,结构预测,相稳定性,镁,铟,铋,锑。
2005-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Chiral properties of bismuth ferrite (BiFeO3) inferred from resonant x-ray Bragg diffraction
一个新的手性相的铁离子在铁酸铋,已知的唯一的材料,以支持在室温下的多铁性行为,推断从广泛的数据集收集的共振X射线布拉格衍射。从方位角扫描推导出所有参与Fe电子结构极小模型的铁多极子的值。广泛的方位角数据集,收集共振X射线布拉格衍射,产量值的所有铁多极参与的极小模型的Fe电子结构。顺磁(700 K)和磁有序(300 K)相的BiFeO 3单晶已被研究与X射线调谐附近的铁K-边(7.1135千电子伏)。在这两种温度下,在布拉格点的强度禁止在标称空间群,R3 c,是一致的手性图案的铁离子在圆形摆线沿(1,1,0)H传播。在700 K时的邓普顿和邓普顿散射部分归因于摆线中的类电荷四极。的贡献是不存在于一个标准的,简化的模型中的谐振离子的电子态与平凡的圆柱对称性。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in Hf$_5$Sb$_3$$_-$$_x$Ru$_x$: Are Ru and Sb a critical charge-transfer pair for superconductivity?
我们解决的假设,在金属间化合物中,与长期以来认为电子计数和晶体结构类型是超导性发生的唯一重要化学标准的观点相反,考虑实际存在的元素是第三个同样重要的因素。化学特性的重要性似乎是显而易见的,特别是对化学家来说,但它以前没有被明确地测试过金属间化合物超导体。在这里,我们测试的假设,寻找和发现一个新的超导体的四重对称Hf 5Sb 3-xMx固溶体。该相对于本研究是理想的,因为M可以是M-Sb链中的许多3d、4d和5d过渡金属,并且是次要元素成分。我们只发现了M = Ru的超导电性。即使在相同结构类型内使用不同的过渡元素也可以将电子计数调整为相同的值。这使我们提出,像Cu-O(铜酸盐超导体)和Fe-As(铁磷属元素化物超导体)在不同类别的化合物,Ru和Sb可能是一个关键的元素对金属间相的超导性。
2015-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Corrosion Evolution of T91 Steel in Static Lead-Bismuth Eutectic Under an Oxidising Environment
University of Oxford(牛津大学);Max-Planck-Institute for Sustainable Materials(马克斯·普朗克可持续材料研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Australia's Nuclear Science and Technology Organisation(澳大利亚核科学与技术组织)
研究在氧化环境中T91钢在静态铅铋共晶中的腐蚀行为,探讨腐蚀层的形成机制及其对腐蚀速率的影响,发现保护层的形成对腐蚀过程有决定性作用。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Influence of M/A substitution on material properties of intermetallic compounds MSn$_2$ (M = Fe, Co; A = Li, Na): A first-principles study
二锡化铁和钴\ce{MSn2}(M = Fe,Co)被认为是锂离子电池和钠离子电池的一种有前途的转化型负极材料,但其性质还不清楚。在这项工作中,我们报告的第一性原理研究碱金属(A = Li,Na)的替代效果的结构,机械,晶格振动,电子和缺陷的性质,这些二锡化合物。特别注意\ce{FeSn2}和\ce{CoSn2}之间的系统比较。计算结果表明,M/A取代引起晶格膨胀和弹性常数的降低,Na取代比Li取代更明显,并使\ce{FeSn2}的弹性性质由韧性变为脆性,但保持了\ce{CoSn2}的韧性.仅在\ce{FeSn2}和\ce{FeNaSn2}中出现虚声子频率模,M/A取代在高频区和低频区之间产生一定的间隙.我们对电子态密度、能带结构和费米面进行了细致的分析,揭示了\ce{FeSn2}和\ce{CoSn2}的电子结构差异。通过对缺陷形成能和碱金属离子扩散势垒的进一步计算,我们相信这一工作可以为碱金属离子电池转化型负极材料的设计提供参考。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Distinct itinerant spin-density waves and local-moment antiferromagnetism in an intermetallic ErPd$_2$Si$_2$ single crystal
确定磁性的性质,巡回或本地化,仍然是凝聚态科学的一个主要挑战。铁磁局域磁矩只出现在磁性绝缘体中,而巡游磁矩或多或少地与金属化合物(如掺杂铜酸盐或铁基超导体)中的局域磁矩共存,阻碍了对磁性在超导性或磁阻等现象中的作用的深入理解。在这里,我们区分两个反铁磁调制与各自的传播波矢量$Q_{\pm}$ =($H \pm 0.557(1)$,0,$L \pm 0.150(1)$)和$Q_\text{C}$ =($H \pm 0.564(1)$,0,$L$),其中$\left(H, L\right)$允许米勒指数,在ErPd $_2$ Si $_2$单晶的中子散射,并建立各自的温度和场相关的相图。调制可以共存,但也竞争,这取决于温度或施加的场强。它们与底层晶格的耦合方式不同,尽管在同一方向上具有相关的力矩。的$Q_{\pm}$调制可归因于本地化的4 \emph{f}时刻,而$Q_\text{C}$相关以及与巡回导带,我们的运输研究的支持。因此,ErPd $_2$ Si $_2$代表了一种新的模型化合物,它显示出清晰分离的巡回和本地化的时刻,证实了早期的理论预测,并提供了一个独特的平台,允许在本地化的反铁磁矩阵巡回电子行为的研究。
2015-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of electronic correlations in iron silicide
金属间化合物FeSi在其电子和磁性自由度中表现出不寻常的温度依赖性,这体现在从低温非磁性半导体到具有居里-外斯(Curie-Weiss)样磁化率的高温顺磁性金属的交叉。关于这种非常规行为的许多建议已经提出,但共识仍然难以捉摸。使用现实的多体计算,我们在这里再现的签名的金属-绝缘体交叉在各种可观的:光谱函数,光学电导率,自旋磁化率,和塞贝克系数。通过与实验的定量一致性验证,我们然后解决潜在的微观图片。我们提出了一个新的方案,其中FeSi是一个带绝缘体在低温下,并通过相关诱导的非相干性随着温度的升高而金属化。我们解释说,紧急的不相干性是与解锁铁波动的时刻,这几乎是温度无关的短时间尺度。最后,我们提出了明确的建议,以提高热电性能的FeSi基系统。
2012-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic structures of rare earth intermetallic compounds RCuAs$_2$ (R = Pr, Nd, Tb, Dy, Ho, and Yb)
用中子散射法研究了一系列稀土金属间化合物RCuAs $_2$(R = Pr,Nd,Dy,Tb,Ho和Yb)的多晶样品随温度的变化,确定了磁结构和序参量。这些化合物在ZrCuSi $_2$型结构中结晶,这类似于铁基超导体的RFeAsO(空间群P4/nmm)类。PrCuAs $_2$在T $_N$ = 6.4(2)K以下发展出相称的磁序,K =(0,0,0.5),有序矩沿c轴指向。不可约表示分析显示$Γ$ $^1_2$或$Γ$ $^1_3$表示。NdCuAs $_2$和DyCuAs $_2$的有序度分别低于T $_N$ = 3.54(5)K和T $_N$ = 10.1(2)K,具有相同的有序波矢量,但矩位于a-b平面内(具有$Γ$ $^2_9$或$Γ$ $^2_{10}$表示)。TbCuAs $_2$和HoCuAs $_2$在T_($_N$)= 9.44(7)和4.41(2)K以下分别表现出无公度的磁结构。对于TbCuAs $_2$,建立了两个独立的磁有序波矢量:K $_{1(Tb)}$ =(0.240,0.155,0.48)和K $_{2(Tb)}$ =(0.205,0.115,0.28),而HoCuAs $_2$形成了一个具有3个$^{rd}$阶谐波磁峰的K $_{(Ho)}$ =(0.121,0.041,0.376)磁结构. YbCuAs $_2$在1.5 K时没有表现出任何磁布…
2017-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the wettability of liquid iron on refractory oxides with sessile drop technique and density-functional derived Hamaker constants
本文结合密度泛函理论和Casimir-Lifshitz色散力计算Hamaker常数,研究液态铁在多种难熔氧化物上的润湿性,并通过实验验证理论模型,为优化冶金工艺提供基础理解。
2025-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Thermophysical and mechanical properties of UFe$_2$ fabricated by spark plasma sintering
Kyoto University(京都大学);Osaka University(大阪大学)
针对福岛核事故后燃料碎片中UFe₂高温热物理性能研究少的问题,通过电弧熔炼和放电等离子烧结制备UFe₂并表征其性能,揭示其热导率变化及力学特性,为相关评估提供数据。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Impact of microstructure, temperature and strain ratio on energy-based low- cycle fatigue life prediction models for TiAl alloys
本文利用单轴低周疲劳试验结果,对两种疲劳寿命预测模型进行了TiAl金属间化合物的试验研究。两种评估都是基于耗散能量,但其中一种考虑了静水压力校正。这项工作允许确认,在这种材料上,线性性质,已经注意到硅钼铸铁,TiNi记忆合金和304 L不锈钢,耗散能量,校正或不与静水压力,根据失效的循环次数。这项研究还强调,首先,耗散能模型在这里更适合于估计低周疲劳寿命,其次,内部参数,如微观结构以及外部参数,如温度或应变比有预测结果的影响。
2012-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Decoding magnetic texture
Kiel University(基尔大学);Kiel Nano Surface and Interface Science (KiNSIS), Kiel University(基尔纳米表面与界面科学(KiNSIS),基尔大学)
研究磁有序材料中磁纹理与外部条件关系,设计磁光推理实验,用深度卷积神经网络等方法从磁畴纹理光学偏振图重建磁场等信息,实现单图像多参数传感,为复杂磁态探索及磁畴形成物理研究提供新途径。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Thermally activated magnetization reversal in bulk BiFe0.5Mn0.5O3
我们报告的BiFe0.5Mn0.5O3,一个潜在的I型多铁性化合物显示温度诱导磁化反转的合成和表征。通过在6 GPa和1100°C下施加流体静压进行的固态反应获得本体样品。晶体结构是高度扭曲的钙钛矿,在B位点上没有阳离子顺序,其中除了TM-O 6八面体的倾斜和旋转的复杂方案之外,还检测到铋离子的大偏心。低于T1 = 420 K的化合物进行了第一次弱铁磁转变有关的富铁团簇的有序。在较低的温度下(低于RT)两个不同的热激活机制叠加,诱导在第一个增强的磁化强度在T2 = 288 K,然后在T3 = 250 K为中心的自发反转过程,最后引起一个负响应。高于1500 Oe的场的应用抑制该过程,产生类似铁磁的行为。SQuID磁力测量和穆斯堡尔谱的互补使用允许解释整体磁行为的非等效相互作用簇之间的未补偿弱竞争耦合,其特征在于不同的临界温度和由此产生的磁化。PACS编号:75.85。+ t,75.60.Jk,76.80。y,75.30.Et,75.30.Kz
2013-06-28 cond-mat.mtrl-sci