Effects of biaxial strain on the impurity-induced magnetism in P-doped graphene and N-doped silicene: A first principles study
采用自旋极化密度泛函方法，采用超原胞方法研究了双轴应变对P掺杂石墨烯（P-graphene）和N掺杂硅烯（N-silicene）杂质感生磁性的影响.对三种不同的超晶胞尺寸$4\times 4$、$5\times 5$和$6\times 6$进行计算，以分别模拟三种不同的掺杂剂浓度3.1%、2.0%和1.4%。对于这两个系统，计算的磁矩是1.0 $μ_B$每个杂质原子的三个研究浓度。从电子结构和总能量作为磁化强度的函数的分析，我们表明，描述窄杂质带的电子不稳定性的Stoner型模型解释了P-石墨烯和N-硅烯中$sp$磁性的起源。在双轴应变下，杂质带色散增加，磁矩逐渐减小，在中等应变值下，磁化强度随之崩溃。因此，我们发现，双轴应变诱导磁量子相变在P-石墨烯和N-硅烯。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity induced spin-valley polarization in silicene/germanene on F-doped WS$_2$
硅烯和锗烯是谷电子领域的关键材料。然而，与基板的相互作用，这是必要的支持电子活性介质，成为一个主要的障碍。在目前的工作中，我们提出了一种基板（F-掺杂WS $_2$），避免了不利的影响，并在同一时间引起所需的谷极化，因此，没有进一步的步骤是需要为此目的。这种行为是由硅烯/锗烯上的邻近效应解释的，如第一性原理计算所示。由于WS $_2$的存在而破坏的反转对称性在硅烯/锗烯中打开了大量的带隙。WS $_2$的F掺杂导致自旋极化，其与邻近增强的自旋轨道耦合结合，产生相当大的自旋谷极化。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall
Tailoring topological states in silicene using different halogen-passivated Si(111) substrates
利用密度泛函理论和紧束缚计算方法研究了镶嵌在卤化Si（111）表面上的硅烯的能带结构和拓扑相，结果表明，硅烯低能激发的Dirac性质在不同卤素钝化的硅衬底上几乎保持不变.然而，电荷转移到衬底中，硅原子之间的键的拉伸，以及源自范德华相互作用的对称性破缺的组合效应，导致嵌入的硅烯的光谱中的间隙$E_{g1}$。我们进一步考虑了自旋-轨道相互作用，得到了它的强度和由此产生的带隙$E_{g2}=2λ$的增强。当不同的卤素原子用于Si表面的钝化时，对总带隙有贡献的$E_{g1}$和$E_{g2}$两者显著变化，并且对于碘的情况，它们分别具有非常大的$70$和$23$ meV值。为了考察拓扑性质，我们计算了硅烯的投影能带结构，并通过拟合得到了低能有效哈密顿量的紧束缚参数。基于Berry曲率和$\mathbb{Z}_2$不变量的结果表明，硅烯在卤化硅衬底上具有拓扑绝缘状态，即使在室温下，对于表面含有碘和溴的衬底，这种拓扑绝缘状态也可以存在.类似于独立的硅烯，通过施加垂直的电场并且在某一临界值（其再次取决于卤素的类型）下，间隙闭合并且硅烯经历到平凡绝缘状态的转变。作为一个关键的发现，我们看到，除了氟的情况下，卤化基板的存在下，增强了对垂直电场和最有可能的其他外部扰动的拓扑相的鲁棒性。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controllable spin-polarization using external electric field and spin-inversion in a silicene quantum dot
结果表明，对于适当的电子能量值，硅烯点可以作为一个可控的自旋极化器。自旋极化器通过改变外加电场的强度，可以将透射电子的自旋从接近纯的下降到接近纯的上升。此外，对于自旋极化的入射电子，硅烯量子点可以反转电子的自旋，并且可以用作自旋反转器或自旋非门。此外，我们还研究了铁磁衬底诱导的交换场对电子电导的影响，发现硅烯量子点在交换场的存在下可以作为一个近乎完美的自旋过滤器。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Effects of Oxygen Adsorption on the Surface State of Epitaxial Silicene on Ag(111)
外延硅烯是以蜂窝状结构填充的一层硅原子，其表现出与衬底的强相互作用，这显著地影响其电子结构。迄今为止，电子耦合在硅烯与基底之间的化学反应中的作用尚不清楚，这对于硅烯层的功能化非常重要。本文报道了用扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱研究的4x 4硅烯在Ag（111）衬底上外延生长的重构和杂化电子结构。Si和Ag之间的杂化导致金属表面状态，其可以由于氧吸附而逐渐衰减。X射线光电子能谱证实了氧处理后Si-Ag键的去耦以及Ag（111）表面的相对耐氧性，与4x 4硅烯[相对于Ag（111）]相反。第一性原理计算证实了硅烯在氧化过程中电子结构的演变。从实验和理论上证实了4 × 4硅烯的高化学活性是由于Si的pz态，而Ag（111）衬底表现出相对惰性的化学行为。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The atomic structure of the $\sqrt{3} \times \sqrt{3}$ phase of silicene on Ag(111)
实验中经常观察到$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$重构硅烯在银衬底上的生长，但对其原子结构和形成机理知之甚少。在这里，通过第一性原理计算，我们表明，$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$重建硅烯是由哑铃单元的硅原子排列在蜂窝图案。我们的模型显示出良好的协议与实验报道的晶格常数和STM图像。我们提出了一个新的机制来解释自发和相应的$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$结构的形成从$3 \times 3$结构在Ag衬底上。结果表明，$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$重构主要由Si原子间的相互作用决定，Ag衬底对重构的影响很小。提出的机制打开了理解多层硅的道路。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Electronic properties of Mn decorated silicene on hexagonal boron nitride
我们用第一性原理计算研究了硅烯在六方氮化硼上的吸附。由于六方氮化硼是半导体的，与硅烯的相互作用比金属基材弱。因此，有可能在硅烯中打开50 meV的带隙。我们进一步解决Mn装饰的效果，通过确定现场哈伯德相互作用参数，这证明是不同的装饰在顶部和空心网站显着。详细分析了系统中的感生磁。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Silicene to Half-Silicane by Hydrogenation
石墨烯是从两侧完全氢化的石墨烯，形成1x 1结构，其中所有C原子都处于sp3构型。在硅烯中，Si原子处于混合sp2/sp3构型，因此很自然地想象硅烷类似于石墨烷。然而，在基底上生长的单原子硅烯片通常会重构成不同的相，并且以前只报道了部分氢化的硅烯重构。在这份报告中，我们生产半硅烷，其中一个硅子晶格是完全H-饱和的，另一个子晶格是完整的，形成一个完美的1x 1结构。通过对Ag（111）衬底上各种硅烯相的氢化，发现只有（2 r3 x2 r3）R30°相可以生成半硅烷。有趣的是，该相以前被认为是高度缺陷或不完整的硅烯结构。结果表明，（2 r3 x2 r3）R30°相的结构是完整的硅烯-1x1晶格，而不是有缺陷的碎片，并利用第一性原理计算讨论了半硅烷的形成机理.
2015-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of Group-IV Elements on Graphene, Silicene, Germanene, Stanene: Dumbbell Formation
由周期性哑铃单元构成的硅烯和锗烯衍生物在这些蜂窝结构的多层膜中起着至关重要的作用。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了IV族原子在石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯单层蜂窝结构上的哑铃状吸附形成机制和能量学.的结合结构的稳定性进一步证实，通过在高温下进行从头计算分子动力学计算，除了锡烯，这是受吸附原子的吸附后的结构不稳定。根据吸附原子和基底的行数，我们发现了三种类型的结合结构，这些结构导致基底的电子、磁性和光学性质发生显着变化。特别地，Si、Ge和Sn吸附原子吸附在硅烯和锗烯上形成哑铃结构。此外，哑铃结构不仅出现在单层、单原子蜂窝结构上，而且出现在它们的化合物如SiC和SiGe上。我们表明，哑铃结构的迁移的能量势垒是低的，由于原子的协同作用。这使得哑铃在衬底上相当移动，以构建新的单层和多层Si和Ge相。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
van der Waals Heterostructures of Germanene, Stanene and Silicene with Hexagonal Boron Nitride and Their Topological Domain Walls
我们研究了由锗烯、锡烯或硅烯与六方氮化硼（h-BN）构成的范德华（vdW）异质结构。这些弯曲的蜂窝材料的有趣的拓扑性质可以保持和进一步工程化的异质结构，其中衬底效应和外部电场之间的竞争可以用来控制可调的拓扑相变。使用这样的异质结构作为构建块，设计了各种vdW拓扑域壁（DW），沿其存在谷极化量子自旋霍尔边缘状态或谷对比边缘状态，其由谷（自旋）分辨拓扑电荷保护，并且可以通过异质结的图案化和外部场来定制。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Spin- and valley-dependent Goos-Hanchen effect in silicene and gapped graphene structures
我们研究了Goos-Hänchen位移的弹道电子（i）反映从一个台阶状的不均匀性的势能和（或）有效质量，（ii）通过单层硅烯或带隙石墨烯的铁磁势垒区传输。对于从单一界面反射的电子，我们发现Goos-Hänchen位移对于带隙的石墨烯结构是谷极化的，而对于硅烯，由于自旋-谷耦合，谷极化和自旋极化。与此相反，例如，对于无间隙石墨烯，有间隙结构中的横向光束偏移不仅发生在全反射的情况下，而且发生在部分反射的情况下，即在小于全反射的临界角的角度下。我们还证明了谷和自旋极化位移的电子束，通过铁磁硅势垒传输，共振依赖于势垒的宽度。通过调节电势、外部垂直电场和绝缘铁磁衬底感应的交换场，可以控制位移的谐振值。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall
Superstructure-induced splitting of Dirac cones in silicene
二维材料的原子尺度工程可以制造出具有丰富物理和化学性质的器件。外部周期性电势可以实现对材料的电子能带结构的操纵。典型的系统是3x 3-硅烯/Ag（111），其具有衬底诱导的周期性调制。最近的角分辨光电子能谱测量揭示了在Ag（111）的布里渊区边界处的六个狄拉克锥对，但它们的起源仍然不清楚[Proc.Natl.2004]。Acad. Sci. USA 113，14656（2016）]。我们利用线性二色性角分辨光电子能谱、紧束缚模型和第一性原理计算揭示了这些狄拉克锥主要来自于独立硅烯的K（K '）点处的原始锥。自支撑硅烯的狄拉克锥分裂的外部周期性的潜力，起源于衬底覆盖层的相互作用。我们的结果不仅证实了3x 3-silicene/Ag（111）体系中Dirac锥的起源，而且为二维材料的电子结构调控提供了一条强有力的途径.
2019-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zigzag nanoribbon of gated bilayer hexagonal crystals with spontaneous edge magnetism
单层石墨烯类二维材料的锯齿形纳米带在锯齿形终端处具有自发边缘磁性，其配置控制带隙。本文研究了双层六方晶体锯齿形纳米带的边缘磁性。研究了双层石墨烯和双层硅烯的具体模型。随着门控电压的增加，基态和第一准稳定激发态的总能级、磁结构和能带结构被调谐。在一定的门控电压范围内，上自旋带隙打开，下自旋带隙关闭，系统处于自旋极化金属相。这种双层纳米带的自旋极化导电边带可以应用于栅可调谐自旋电子器件。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical effects in the Landau level manifold of 2D lattices with spin-orbit interaction
硅烯是一种极具竞争力和应用前景的二维材料，具有有趣的拓扑、电子和光学性质。在硅烯及其类似物，锗烯和锡烯中存在强的自旋轨道相互作用，导致能谱中的能隙的打开和每个谷中带的自旋分裂。我们开发了一种通用方法来确定当高斯光束入射到在静态磁场存在下生长在电介质衬底上的硅烯上时硅烯的磁光响应。本文采用半经典的方法对硅烯单分子膜进行了处理，利用光束传输的一般模型描述了法拉第旋转（FR）和磁光克尔效应（MOKE）。该响应可以被电调制和磁调制。我们推导出谷和自旋极化FR和MOKE任意偏振的入射光在太赫兹制度的解析表达式。我们证明，大FR和MOKE可以通过调整这些迷人的二维材料中的电场，磁场和化学势来实现。新型valleytronic实验的影响进行了讨论。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Hexagonally Warped Dirac Cones and Topological Phase Transition in Silicene Superstructure
硅烯是形成二维蜂窝晶格的硅原子的单层。本文研究了由周期势产生的硅烯超结构的拓扑性质。超结构是量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，如果它是拓扑连接到硅烯。值得注意的是，在某些超结构中，硅烯布里渊区存在两个不等价的K和K '点。在这种情况下，两个狄拉克锥共存于动量空间中的同一狄拉克点，并且它们被库仑相互作用六角弯曲。我们进行了数值分析，采取的（$3\times 3$）的（$4\times 4$）结构的Ag衬底上的超结构的实例。结果表明，它是一种准分子氢绝缘体，在外加电场作用下不存在拓扑相变，能带结构发生六角弯曲。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Phase Transition and Electrically Tunable Diamagnetism in Silicene
硅烯是形成蜂窝晶格的硅原子的单层。晶格实际上是由两个子晶格组成的，它们之间的距离很小。硅烯是一种拓扑绝缘体，其特征是在体相中具有完全绝缘的间隙和螺旋形的无间隙边缘。在外加电场作用下，它经历了从拓扑绝缘体到带状绝缘体的相变。利用有效狄拉克理论分析自旋陈数，发现它们的起源是动量空间中的赝自旋介子。赝自旋的自由度来自于两个子晶格结构。我们的分析阐明了在增大电场作用下从拓扑绝缘体到能带绝缘体的相变的机理。提出了一种利用硅烯的抗磁性来确定临界电场的方法。抗磁性是可调的外部电场，并在临界电场表现出奇异行为。从电场和磁场之间的互相关的观点来看，我们的结果也是重要的。我们的发现对未来的电磁相关器件具有重要意义。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cobalt nano-clusters on metal supported Xe monolayers: influence of the substrate on cluster formation kinetics and magnetism
用变温扫描隧道显微镜研究了在80 ~ 150 K温度范围内，缓冲层辅助生长过程中Co在Ag（111）和Pt（111）衬底上亚单层覆盖层的生长动力学。结果表明，如果衬底层足够薄，则团簇-衬底间的相互作用可以控制在衬底缓冲层上的团簇形成。X射线磁性圆二色性的解释的显微镜结果的支持下，监测集群基板相互作用的影响，形成的磁矩和磁各向异性的Co纳米团簇在不同的生长阶段。{ \it Ab-initio}计算表明，团簇的磁性受界面各向异性的控制，导致Co在Pt（111）上的垂直磁化。限制和新的潜在的缓冲层辅助生长的纳米团簇制造进行了讨论。
2009-09-01 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in silicene nanoribbons
用{ \it ab-initio}方法研究了锯齿形边缘硅烯纳米带的输运系数和热电系数（包括自旋热电势）。这种纳米带的局部自旋密度揭示了边缘磁性。像在石墨烯中一样，人们发现反铁磁和铁磁有序，其中一边的自旋极化分别与另一边的自旋极化反平行或平行。热电性能，特别是塞贝克系数，显着地依赖于电子能带结构，并增强费米能级时，在能隙。然而，这些热电性能显着降低时，声子贡献的热导包括在内。这种声子贡献已通过两种不同的方法进行了数值计算。从反铁磁态到铁磁态的转变导致大的磁阻和相当大的磁热电势。反平行配置的热电参数，当自旋极化在纳米晶体的左部分是相反的，在右部分，也进行了分析。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-phonon coupling in a valley-spin-polarized two-dimensional electron system: a theoretical study on monolayer silicene
本文研究了交换场作用下，硅烯谷自旋极化金属相中等离子体激元与极性绝缘体表面光学声子耦合产生的混合激发。我们在广义随机相位近似下进行计算，其中等离子体-声子耦合被考虑到由长程Fr $\ddot{\mathrm{o}}$ hlich相互作用。我们的调查两个杂交等离子体激元分支在不同的自旋和谷子带显示出不同的行为相比，非耦合的情况下。有趣的是，在一个谷，我们发现，虽然高能量的混合分支是完全阻尼的自旋向上的状态，它可以很好地定义在自旋向下的状态。此外，我们发现，电子-声子耦合是更强的自旋下降的子带，无论谷指数，由于其较高的电子密度。此外，我们还研究了电子-声子耦合对四个不同自旋谷锁定子带的准粒子散射率的影响。我们的计算结果预测的散射率的所有子带的普遍增强，和跳跃的情况下，自旋下降状态。与混合等离子体激元模式的阻尼相关联的这种急剧增加在解耦的情况下几乎不存在。结果表明，一个有效的方法来操纵集体模式的谷自旋极化硅烯，这可能成为有用的在未来的谷电子和自旋电子应用。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall
Topological Dirac states beyond $π$ orbitals for silicene on SiC(0001) surface
石墨烯中与狄拉克态相关的有趣性质的发现激发了人们对探索其二维IV族对应物（如硅烯、锗烯和锡烯）的巨大兴趣。然而，这些材料必须通过在具有强界面相互作用的基底上合成来获得，这通常会破坏其固有的$π$（$p_z$）轨道狄拉克态。本文从理论上研究了在4 H-SiC（0001）表面的硅烯中，由$p_{x,y}$轨道而不是$p_z$轨道产生的狄拉克态的存在性，尽管界面相互作用很强，但这些狄拉克态仍然存在.我们还表明，交换场与自旋-轨道耦合一起产生可检测的带隙为1.3毫电子伏。Berry曲率计算表明，这种Dirac态具有非平凡的拓扑性质，其Chern数为$C = 2$，表明硅烯在SiC（0001）上可能实现量子反常霍尔效应.最后，我们构造了一个最小有效模型来捕捉这个系统的低能物理。这一发现也适用于锗烯和锡烯，并在纳米电子学中具有巨大的应用潜力。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Coupling and Electronic Structure of Two-Dimensional Silicon Grown on the Ag(111) Surface at High Temperature
独立的硅烯，一种以蜂窝结构排列的单层Si，已经被预测会产生无质量的狄拉克费米子，类似于石墨烯。然而，在支撑衬底上生长的Si结构可以显示出强烈偏离独立情况的性质。在这里，结合扫描隧道显微镜/光谱和微分电导映射，我们表明，（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）相的电学性质的少层Si生长在Ag（111）强烈依赖于膜的厚度，其中的电子相位相干长度减少和自由电子类表面态逐渐减少，当接近界面。这些特征大概是由于非弹性带间电子-电子散射起源于衬底的表面状态，界面状态和体状态之间的重叠。我们进一步证明了（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）相的本征电子结构与（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）R $30^{\circ}$在Si（111）上重构的Ag相的本征电子结构相同，两者都表现出抛物线能量-动量色散关系，电子有效质量相当。这些研究结果突出了界面耦合对支撑衬底上生长的二维Si结构的性质的重要作用，这应该在追求硅烯中进行彻底的审查。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall
Spin and valley polarization of plasmons in silicene due to external fields
新型二维（2D）材料硅烯（silicene）的电子性质受到垂直电场$E_z$和由于吸附原子位于表面或铁磁衬底上的交换场$M$的施加的强烈影响。在随机相位近似下，我们研究了电子-电子相互作用如何受到这些场的影响，并给出了等离子体激元的色散、寿命和振子强度的分析和数值结果。我们发现，结合领域的$E_z$和$M$带来了自旋和谷纹理的粒子-空穴激发光谱，并允许形成自旋和谷极化等离子体。当费米能级位于一个谷中一个自旋的能隙内时，相应谱的带内区消失。对于零$E_z$和有限的$M$，自旋对称性被破坏，自旋极化是可能的。等离子体激元的寿命和振子强度强烈依赖于形成电子-空穴对的自旋和谷型电子的数量。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Redox-controlled epitaxy and magnetism of oxide heterointerfaces: EuO/SrTiO$_3$
我们展示了一种制备铁磁绝缘体一氧化铕薄膜的新途径。关键是金属Eu和作为氧供应者的衬底SrTiO $_3$之间的氧化还原控制的界面反应。该过程允许调整的EuO薄膜的电子，磁性和结构特性。此外，我们将这种技术应用于各种氧化物基板，并证明了氧化还原控制的氧化铕薄膜合成的普遍性和局限性。
2019-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry mediated tunable molecular magnetism on a 2D material
通过将两层石墨烯扭曲一个小角度来诱导非常规超导性是开创性的1，从那时起，二维（2D）材料之间的晶格或角度失配引起的新现象引起了广泛的关注2。虽然许多研究解决了层状2D材料之间的角度失配的影响3 -5，但尚未详细研究吸收对准对2D基底上平面分子的物理性质的影响。利用扫描探针显微镜（SPM）研究了吸附在层状超导体2 H-NbSe_2上的酞菁钴（CoPc）分子的电荷和自旋状态，发现当分子和衬底的对称轴相互扭转时，分子的电荷和自旋状态发生了剧烈的变化. CoPc从气相中发现的有效自旋-1/2变为具有非磁性基态的分子。在后者，我们观察到一个单重态三重态转变起源于反铁磁相互作用之间的中心离子自旋和分子配体上的分布磁矩。由于伊辛超导体2 H-NbSe 2缺乏反转对称性并且具有大的自旋轨道耦合7，因此这种分子内磁交换具有显著的非共线Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）8，9贡献。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall
Magnetism at the interface of $MoSe_2/V_2O_5$ heterostructures
本研究针对自旋电子学器件对纳米磁态的需求，通过密度泛函理论模拟发现无磁性的$MoSe_2$单层与$V_2O_5$衬底构成的异质结存在铁磁有序，并揭示了点缺陷对其磁性的调控机制，为新型杂化材料界面磁性研究提供了理论依据。
2025-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and in-gap states of 3d transition metal atoms on superconducting Re
重元素超导衬底上的磁性原子是在一维和二维原子阵列中实现拓扑超导性的潜在基石。它们的局域化磁矩在衬底的能隙内诱导所谓的Yu-Shiba-Rusinov（YSR）态。在稀极限下，阵列原子的电子态仅弱耦合，YSR态与费米能的接近对于在YSR态带中形成拓扑超导性是必不可少的。在这里，我们揭示了通过扫描隧道光谱和从头计算的一系列的3d过渡金属原子（Mn，Fe，Co）吸附在重元素超导体Re的近藤耦合的增加和磁各向异性与d-状态填充的符号变化伴随着通过衬底的能隙和费米能级的交叉的YSR状态的移动。发现的系统趋势，使识别最有前途的候选人实现拓扑超导性的阵列中的类似系统。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-fluctuation and spin-relaxation effects of single adatoms from first principles
单吸附原子为在原子尺度上研究磁性及其相关动力学提供了一个特殊的场所。本文综述了基于含时密度泛函理论的单吸附原子在金属基底上的研究结果。首先，我们分析量子零点自旋涨落（ZPSF）计算的波动耗散定理，并显示它们如何影响磁稳定性，通过修改磁各向异性能量。我们还评估了ZPSF的影响，在小杂交的限制，半绝缘基板的基板特性，连接到最近的实验研究，其中一个单一的吸附原子的磁稳定性是第一次实现。其次，我们进一步考察了单吸附原子的动力学，考虑纵向和横向自旋弛豫过程，其时间尺度进行了分析和相关的基础电子结构的吸附原子和衬底。第三，我们分析了顺磁性吸附原子的自旋涨落模式，吸附原子的斯通纳标准的磁性几乎满足。有趣的是，这种模式可以发展明确的峰值在meV范围内，其主要特征是由两个基本的电子性质，即斯通纳参数和费米能级的态密度。此外，模拟的非弹性扫描隧道光谱曲线表明，这些自旋涨落模式可以触发隧穿电子，开辟了潜在的应用顺磁性吸附原子。最后，概述了悬而未决的问题和未来的方向。
2018-04-30 cond-mat.mes-hall
Tailoring non-collinear magnetism by misfit dislocation lines
三原子层Fe膜与Ir（111）衬底之间的失配引起的大的外延应力通过形成密集的位错线网络而被缓解。自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）的调查表明，应变是局部变化的Fe膜内，这种变化会影响系统的磁状态。两种类型的位错线区域可以区分，都表现出与应变相关的周期（范围从3 nm到10 nm）的自旋螺旋。使用一个简单的微磁模型，我们属性的自旋螺旋的周期的变化，在磁性薄膜中的有效交换耦合的变化。这一假设得到了所观察到的饱和磁场对自旋螺旋周期的依赖性的支持。此外，在外加磁场中，磁skyrmion只出现在一种类型的位错线区域，这归因于位错线的不同钉扎特性。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
Tailoring magnetism of nanographenes via tip-controlled dehydrogenation
Empa—Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科技研究院）；Technical University of Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Zurich（苏黎世大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）
本研究利用扫描隧道显微镜针尖对Au(111)衬底上的纳米石墨烯进行位点特异性脱氢，通过形成Au-C键消除未配对π电子，实现了对其磁性的高效精确操控。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism induced by frustration in transition-metal nanostructures deposited on surfaces
当物理尺寸缩小到纳米结构的尺寸时，磁性是如何表现的？在这些系统中的磁态的多样性可以是非常丰富的，因为它们的性质取决于原子种类，簇的大小，形状和对称性或衬底的选择。簇参数的微小变化可以显著地改变性质。在这一领域的研究取得了很大的进展，许多新的实验方法和技术表现出原子分辨率。在这里，我回顾从头算的方法，专注于最近的计算磁挫折和发生的非共线磁性的反铁磁纳米结构沉积在表面上。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defect induced magnetism and super spin glass state in reactive ion beam deposited nano structured AlN thin films
报道了用反应离子束溅射法在氮等离子体中沉积的无掺杂氮化铝薄膜中的缺陷感生磁性。在不同的温度下在硅衬底上沉积了薄膜。使用室温光致发光测量，在薄膜中的缺陷的存在已被验证。由于薄膜的纳米晶性质，已经观察到超磁基态。随着晶粒密度的增加，观察到了从超顺磁到超自旋玻璃态的转变。详细的磁化强度测量以及交流磁化率测量已被用来确定在这些AlN薄膜的基态。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polar surface engineering in ultra-thin MgO(111)/Ag(111) -- possibility of metal-insulator transition and magnetism
最近的一份报告[Kiguchi { \it et al.}，Phys. Rev. B { \bf 68}，115402（2003）]中所述，在Ag（111）上外延生长的5个MgO层的（111）表面变成金属性以减小电偶极矩，这提出了当我们具有较少MgO层时会发生什么的问题。在这里，我们已经揭示，首先实验与电子能量损失光谱，MgO（111）保持金属，即使当一层厚，和理论与密度泛函理论，金属化应该取决于衬底的性质。我们进一步表明，与自旋密度泛函计算，铁磁不稳定性可能是预期较厚的薄膜。
2004-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic spin valve from heterostructure of two-dimensional hexagonal crystals
本文提出了由反铁磁衬底上的单层六方晶体异质结或双层六方晶体异质结夹在两个（反）铁磁绝缘体之间构成的电流面内几何结构的自旋阀。二维六方晶体如石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯采用紧密束缚的蜂窝晶格模型。反铁磁衬底的磁化取向控制体的带隙和拓扑性质，这进而控制三种类型的自旋阀几何结构的输运：（i）体的面内输运;（ii）拓扑边缘状态沿着具有体隙的纳米取向的输运;（iii）手性边缘状态沿着畴壁的输运。采用紧束缚模型，考虑了（反）铁磁交换场、Hubbard相互作用和（或）自旋-轨道耦合。对于第一种自旋阀结构，Hubbard相互作用增大了体材料的有效带隙，从而提高了自旋阀对反铁磁交换场的敏感性。对于第二类和第三类自旋阀几何结构，具有自旋-轨道耦合的不同类型异质结构的拓扑相图作为设计自旋阀的指南。Hubbard相互作用和自旋-轨道耦合的同时存在，可以增大体相的拓扑能隙，改善不同拓扑数区域畴壁处手征边缘态的质量.
2019-03-24 cond-mat.mes-hall
Topological magnetism in diluted artificial adatom lattices
该研究提出一种自下而上的方法，在Nb(110)表面的稀释吸附原子晶格中创建拓扑磁性织构，通过微调吸附原子间距可出现此前无法获得的磁相，为研究拓扑磁性与超导性的相互作用提供了新平台。
2024-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen-Vacancy Magnetometry of Edge Magnetism in WS2 Flakes
该研究利用室温NV金刚石宽场磁测量直接观测WS2薄片的边缘局域杂散场，并结合磁模拟揭示其倾斜边缘磁化，为边缘可控二维自旋电子器件提供依据。
2025-07-27 cond-mat.mes-hall
Tunable Superconducting Phase Transition in Metal-Decorated Graphene Sheets
使用典型的实验技术，很难在二维中分离载流子密度和无序对超导转变的影响。使用基于金属层去湿的简单制造过程，我们已经生产了用纳米级锡簇的非结晶网络装饰的石墨烯片。这些金属团簇既有效地掺杂石墨烯衬底，又诱导长程超导关联。这使我们能够研究在固定的无序和可变的载流子浓度的超导转变。我们发现，尽管在介观长度尺度（10-100 nm）的结构不均匀性，这种材料的电子行为作为一个均匀的脏超导体。我们简单的自组装方法建立了石墨烯作为一个理想的可调衬底研究诱导二维电子系统在固定的无序和我们的技术可以很容易地扩展到其他序参量，如磁性。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Unconventional superconductivity from magnetism in transition metal dichalcogenide
我们研究了在外加交换场存在下过渡金属二硫属化物（TMD）单层中邻近诱导的超导电性。各种超导序参量被发现出现从磁性和超导性的相互作用，涵盖了整个频谱的可能性是对称或反对称相对于谷和自旋自由度，以及偶数或奇数的频率。更具体地说，当具有单线态铜对的传统\emph{s}波超导体隧穿耦合到TMD层时，由于本征自旋轨道耦合和磁衬底诱导交换场的组合效应，来自相同和相对谷的电子之间的自旋单线态和三线态配对都出现。作为一个关键的发现，我们揭示了存在一个异国情调的偶数频率三重配对之间的等自旋电子从不同的山谷，每当出现在两个山谷的自旋取向是非共线的。所有类型的超导秩序都是高度可调的，通过直接操纵外部交换场。
2017-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergent ferromagnetism in the NiI$_2$-NbSe$_2$ van der Waals heterostructure
Aalto University（阿尔托大学）
研究单层NiI₂靠近超导NbSe₂衬底时磁基态的变化，利用低温STM和STS，发现金属衬底使NiI₂交换作用重整化并驱动其进入铁磁基态，确立YSR态为二维磁性原位探针，证明衬底工程可控制原子级薄材料磁序。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
