Origin of ferromagnetic response in diluted magnetic semiconductors and oxides
本文综述了目前对稀磁半导体、稀磁氧化物以及一些名义上无磁材料铁磁响应起源的认识。有人认为，这些系统可以分为四类。第一种属于复合材料，其中已知的铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性化合物的沉淀物在高温下具有磁性特征。第二类形成的合金显示出化学纳米级的相分离成区域与小和大浓度的磁性成分。第三类属于（Ga，Mn）As、重掺杂p-（Zn，Mn）Te和相关半导体。在这些固溶体中，建立在p-d Zener空穴介导铁磁性模型和Kohn-Luttinger kp理论或多轨道紧束缚方法上的理论定性地描述了许多相关性质，并且通常定量地描述了许多相关性质。最后，在一些载流子掺杂的DMS和DMO之间的竞争长程铁磁和短程反铁磁相互作用和/或接近的本地化边界导致电子纳米级的相分离。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Full oxide heterostructure combining a high-Tc diluted ferromagnet with a high-mobility conductor
我们报告的高居里温度铁磁体层的高迁移率SrTiO 3（STO）基板在低氧压下处理的（La，Sr）TiO 3（Co-LSTO）组成的异质结构的生长。STO//Co-LSTO/LAO/Co隧道结中的垂直自旋相关输运测量表明Co-LSTO中存在大的自旋极化，而STO//Co-LSTO样品的平面磁输运实验证明在T = 10 K时电子迁移率高达10000 cm 2/Vs。在足够高的外加磁场和足够低的温度（H < 60 kOe，T < 4 K）下，还观察到了Shubnikov-de Haas振荡。我们提出了一个广泛的分析，这些量子振荡，并将它们与电子性质的STO，我们发现大的散射率高达~ 10 ps。因此，这项工作开辟了一种可能性，注入自旋极化电流从高居里温度稀释氧化物到同构系统具有高迁移率和大的自旋扩散长度。
2005-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric Field Effect in Diluted Magnetic Insulator Anatase Co:TiO2
在外延和绝缘的稀掺钴纳米TiO 2薄膜中实现了外部电场诱导的室温磁矩的可逆调制。在（001）LaAlO 3上生长的PbZr0.2Ti0.8O3/Co：TiO 2/SrRuO 3的高质量外延异质结构中实现了在任何氧化物基稀铁磁体中的电场效应的第一个演示。观察到的效果，这是在给定的异质结构的强度约15%，可以在几个周期调制。讨论了电场对绝缘铁磁调制的可能机制。
2004-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Theory of carrier mediated ferromagnetism in dilute magnetic oxides
根据文献报道的实验证据，我们分析了稀磁氧化物半导体中载流子介导的铁磁性的起源。我们提出，在较低的温度和Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida铁磁性在较高的温度下的磁极化子的渗流相结合，可能是非常高的临界温度测量（高达~700 K）的原因。
2006-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Systematic changes of the electronic structure of the diluted ferromagnetic oxide Li-doped Ni$_{1-x}$Fe$_x$O with hole doping
利用光电子能谱（PES）和X射线吸收谱（XAS）研究了Li掺杂Ni $_{1-x}$ Fe $_x$ O的电子结构. Ni $2p$芯能级的PES和XAS谱没有被Li掺杂改变。相反，Fe $^{3+}$强度相对于Fe $^{2+}$强度随着Li掺杂而增加。而Fe $^{3+}$的增加只是掺杂Li含量的$\sim 5%$，表明大部分掺杂空穴进入O $2p$和/或电荷转移组态Ni $3d^8\underline{L}$。随着Li含量的增加，Fe的3d偏态密度和价带顶附近的主价带发射增加，这与电导率的增加是一致的。基于这些发现，束缚磁极化子的渗流被认为是铁磁行为的起源。
2007-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hybridization between the conduction band and 3d orbitals in the oxide-based diluted magnetic semiconductor In$_{2-x}$V$_x$O$_3$
用光电子能谱（PES）和X射线吸收谱（XAS）研究了In $_{2-x}$ V $_x$ O $_3$（$x=0.08$）的电子结构.的V $2p$核心水平的PES和XAS光谱揭示了三价电子状态的V离子，与取代的V离子的In网站。用共振PES技术测得的V 3d分电子态密度在O $2p$带上方有一个尖锐的峰。虽然In $_{2-x}$ V $_x$ O $_3$的O $1s$ XAS谱与In $_2$ O $_3$的O $1s$ XAS谱相似，但V掺杂的和纯的In $_2$ O $_3$之间的In $3p$和3d XAS谱存在差异。这些观测结果为In $_{2-x}$ V $_x$ O $_3$中In导带与V 3d轨道的杂化提供了明确的证据。
2008-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Co-doped (La,Sr)TiO3-d: a high-Curie temperature diluted magnetic system with large spin-polarization
我们报道的隧道磁电阻（TMR）的实验表明，存在一个显着的自旋极化的Co掺杂（La，Sr）TiO 3-d（Co-LSTO），铁磁稀磁氧化物系统（DMOS）与高居里温度。这些TMR实验已经在与Co-LSTO和Co电极相关联的磁性隧道结上进行。结合高分辨率透射电子显微镜和俄歇电子能谱的Co-LSTO的广泛的结构分析排除了Co簇在Co-LSTO层中的存在，因此，测得的铁磁性和高自旋极化是该DMOS的固有特性。我们的研究结果表明，DMOS的方法与复杂的氧化物材料在自旋电子学。
2005-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Rashba spin-orbit coupling and its interplay with multiorbital effect and magnetic ordering at oxide interfaces
复杂氧化物异质结构如LaAlO 3/SrTiO 3（LAO/STO）界面是探索新兴的多自由度耦合和相关奇异现象的典范平台。在这项研究中，我们揭示了多轨道和磁有序的影响Rashba自旋轨道耦合（SOC）在LAO/STO（001）界面。基于第一性原理计算，我们发现，由于最低t_2g带的多轨道效应，界面绝缘体-金属跃迁可以对导带边缘附近的Rashba自旋分裂进行实质性的调谐.我们进一步揭示了Rashba SOC和内禀磁性之间的竞争，其中Rashba SOC诱导的自旋极化被界面磁性有序抑制。这些结果加深了我们对钙钛矿氧化物界面处复杂的电子和磁性重构的理解，并揭示了全氧化物基自旋电子器件的氧化物异质结构的工程。
2021-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable anomalous Hall effect: a Berry curvature probe at oxides interfaces
本文提出在非磁性氧化物界面通过门电压调控反常霍尔效应作为非平庸Berry曲率的标志，基于广义Rashba相互作用的多带低能模型解释其机制，并探讨了在(111) SrTiO$_3$异质结中从AHE非线性重建Berry曲率的策略。
2025-09-11 cond-mat.mtrl-sci
X-ray Anomalous Scattering of Diluted Magnetic Oxide Semiconductors: Possible Evidence of Lattice Deformation for High Temperature Ferromagnetism
我们研究了在金红石型和金红石型Ti_{1-x} $Co$ _{x} $O$ _{2-delta} $ thin films that exhibit room-temperature ferromagnetism. Intensities of the x-ray Bragg reflection from the films were measured around the $ K $-absorption-edge of Co. If the Co ions randomly substitute on the Ti sites, the intensity should exhibit an anomaly due to the anomalous dispersion of the atomic scattering factor of Co. However, none of the anatase and rutile samples did exhibit an anomaly, unambiguously showing that the Co ions in Ti$ _{1-x} $Co$ _{x} $O$ _{2-delta} $ are not exactly located at the Ti sites of TiO$ _2 $. The absence …
2007-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switchable and tunable Rashba-type spin splitting in covalent perovskite oxides
在过渡金属钙钛矿（ABO 3）中，大多数物理性质可通过结构参数（例如BO 6八面体的旋转）来调节。例子包括正铁氧体的内尔温度，混合价锰氧化物的导电性，或稀土钪酸盐的带隙。由于氧化物通常拥有大的内部电偶极子，并且可以容纳重元素，因此它们也成为显示Rashba自旋轨道耦合的主要候选者，通过这种耦合，电荷和自旋电流可以有效地相互转换。然而，尽管在SrTiO 3为基础的界面系统的一些实验报告，Rashba相互作用在这些材料中的研究很少，其与结构扭曲的相互作用仍然未知。在这封信中，我们确定了一种铋基钙钛矿，它具有巨大的电可切换的Rashba相互作用，其振幅可以通过铁电极化和氧八面体的呼吸模式来控制。这种特殊的结构参数源于Bi-O键的强共价性质，这让人想起钙钛矿镍酸盐中的情况。我们的研究结果不仅提供了新的策略，工艺敏捷的自旋-电荷转换器，但也突出了共价的相关性作为一个强大的处理复杂的氧化物设计新兴的属性。
2018-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunable polymorphism of epitaxial iron oxides in the four-in-one ferroic-on-GaN system with magnetically ordered α-, γ-, ε-Fe2O3 and Fe3O4 layers
半导体材料和磁性材料的杂化被认为是潜在的适用于新型功能自旋电子器件的设计。本文报道了四种磁性有序氧化铁相（Fe_3 O_4，γ-Fe_2 O_3，α-Fe_2 O_3和最奇异的亚稳ε-Fe_2 O_3）在GAN（0001）表面以纳米尺度单晶膜的形式外延稳定化。在广泛用于电子器件制造的GAN半导体衬底上，在相同的单靶激光MBE技术工艺中，证明了多达四种明显不同的氧化铁相的外延生长。所讨论的铁氧化物属于一类简单的磁性材料，具有丰富的物理性质，包括Fe_3O_4和α-Fe_2O_3的Verwey和Morin相变以及介稳硬磁ε-Fe_2O_3铁氧体的多铁性。从基本观点来看，外延生长过程中特定相的成核背后的物理原因值得关注。本研究的实际方面是利用铁氧化物的可调多态性，用于创建可用于新型自旋电子器件的铁-半导体异质结构。本文采用多种实验技术，对GAN上单相氧化铁外延膜的表面形貌、晶体结构、电学和磁学性质进行了研究。一个全面的比较已经取得了相同的铁氧体材料的性能，在散装和纳米结构的形式由其他研究小组报告。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Stress-sign-tunable Poisson's Ratio in Monolayer Blue Phosphorus Oxide
负泊松比（NPR）材料由于其特殊的物理性质和潜在的应用前景而引起了人们的极大兴趣。某些二维（2D）单层材料也被发现表现出NPR，并且相应的变形机制各不相同。基于第一性原理计算，我们发现单层蓝氧化磷（BPO）的泊松比（PR）符号可以通过应变来调节：在单轴应变<= -1%时PR为正，而在> 0. BPO在应变下的变形机制取决于P-P吸引和P-O排斥效应的相互竞争，这两个因素导致了两种不同的变形路径（一种为正PR，另一种为NPR）。此外，随着应变的增加，P-P吸引作用强度的降低和P-O排斥作用强度的增加，都使BPO的PR由正向负转变。
2019-05-04 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Carbon Nanotube Field-Effect Transistor with Tunable Polarities
最先进的碳纳米管场效应晶体管（CNFET）表现为肖特基势垒（SB）调制晶体管。众所周知，栅极氧化物的垂直缩放显著地改善了这些器件的性能。然而，降低氧化物厚度也导致显著的双极晶体管特性和增加的漏极漏电流。使用一种新的器件概念，我们已经制造出高性能，增强型CNFET表现出n或p型单极行为，可调的静电和/或化学掺杂，具有良好的关断状态的性能和陡峭的亚阈值摆幅（S =63 mV/dec）。该器件设计允许积极的氧化物厚度和栅极长度缩放，同时保持所需的器件特性。
2005-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Conformal Graphene Growth on Oxide Nanotube scaffolds: Towards Superwettable Hierarchical 2D-3D Architectures
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；GREMI, Groupe de Recherches sur l’Energétique des Milieux Ionisés (CNRS-Université d’Orléans)（离子介质能源研究组（法国国家科学研究中心-奥尔良大学））；Kiel University（基尔大学）；Westfälische Hochschule（西威斯特法伦应用科技大学）
本研究开发了一种低温可扩展的等离子体辅助方法，在氧化物纳米管支架上实现可调谐保形石墨烯生长，制备出的分级结构表面具有无氟长期全疏性，可应用于智能表面等领域。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Tunable dislocations overcome mechano-functional tradeoff in perovskite oxides
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究通过调控位错密度，在铁电氧化物中实现机械性能与功能性的平衡，揭示了位错密度依赖的非单调机械响应及热导率与机械强度的权衡。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Blue Phosphorene Oxide: Strain-tunable Quantum Phase Transitions and Novel 2D Emergent Fermions
固态材料中的可调谐量子相变和新的涌现费米子是一个令人着迷的研究课题。在这里，我们提出了一种新的稳定的二维（2D）材料，蓝色磷烯氧化物（BPO），它具有这两个。基于第一性原理计算，我们证明了它的平衡态是一个低能三带的窄带隙半导体。值得注意的是，适度的应变可以驱动BPO中的半导体到半金属的量子相变。在临界跃迁点，三个带在费米能级上相交于一点，在这一点附近的准粒子是一种新型的二维赝自旋1费米子。超过跃迁后，系统成为一个对称性保护的半金属，导带和价带在一个费米点上二次接触，低能准粒子成为另一种新型的二维双Weyl费米子。我们构建有效的模型表征的相变和这些新的紧急费米子，我们指出了几个奇异的效果，包括超克莱因隧道，超准直，和普遍的光学吸收。我们的研究结果表明，BPO作为一个有趣的平台，探索量子相变和新的涌现费米子的基本性质，也表明其在纳米器件应用的巨大潜力。
2016-10-20 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
Two-dimensional electron system at the magnetically tunable EuO/SrTiO$_3$ interface
我们创建一个二维电子系统（2DES）之间的界面EuO，铁磁绝缘体，和SrTiO 3，透明的非磁性绝缘体被认为是基于氧化物的电子的基石。这是通过在室温下沉积在SrTiO 3表面上的纯金属Eu之间的受控原位氧化还原反应来实现的，这是一种创新的自下而上的方法，可以很容易地推广到其他功能氧化物并扩展到应用。此外，我们发现，所得到的氧化铕盖帽层可以从顺磁性调整到铁磁性，这取决于层的厚度。这些结果表明，简单，新颖的技术，建立2DES的氧化物中的沉积元素还原剂[T。C. Rödel等人，高级材料28，1976（2016）]可以扩展以同时产生活性（例如磁性）覆盖层，从而能够实现和控制这种基于氧化物的2DES中的附加功能。
2017-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and tunable built-in electric fields across semiconductor-crystalline oxide interfaces
跨半导体材料之间的异质结的内建电场支撑现代器件技术的功能。半导体和外延生长的晶体氧化物之间的异质结提供了一个丰富的环境，其中可以探索内建场。在这里，我们提出了一个电输运和硬X射线光电子能谱学研究外延SrNbxTi 1-xO 3-δ / Si异质结。在室温附近观察到薄层电阻的非单调异常，这伴随着霍尔电阻的符号交叉。交叉是一致的形成的空穴气体中的Si和存在的内置字段。硬X射线光电子能谱学测量揭示了SrNbxTi 1-xO 3-δ和Si芯能级谱中明显的不对称特征，我们表明这是由内建场引起的。硬X射线光电子能谱学的扩展探测深度使得SrNbxTi 1-xO 3-δ / Si异质结的能带弯曲能够在空间上被映射。SrNbxTi（1-x）O（3-δ）中界面处的能带排列和表面耗尽与空穴气和内建场的形成有关。控制电荷转移和跨晶体氧化物界面的内建电场为新型功能异质结开辟了一条途径。
2018-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Non-DMS related ferromagnetism in transition metal doped zinc oxide
我们回顾了最近的努力，使一个传统的半导体，即ZnO，铁磁性的过渡金属离子掺杂的手段陷阱。由于这些元素的溶解度相当低，在低温处理时形成第二相和产生缺陷会导致不希望的磁效应。其中，离子注入是一种掺杂方法，非常适合研究这些效应。通过主要集中在Fe，Co或Ni注入ZnO单晶，我们表明，有多种来源的铁磁性在这种材料中，很容易混淆的铁磁稀磁半导体（DMS）的形成。我们将集中讨论金属和氧化物沉淀物及其鉴别的困难。
2009-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Band gap of Iron-Doped Lanthanum-Modified Bismuth Titanate Synthesized by the Thermal Decomposition of a Secondary Phase
复合氧化物的光电性质促使人们对具有可调带隙的材料产生兴趣，因为吸收。在La改性的钛酸铋（BLT）中取代铁原子可以导致带隙的显着改善，然而，在BLT中取代铁原子而不形成BiFeO 3第二相是相当具有挑战性的。因此，一系列Fe掺杂BLT（Fe-BLT）样品在不同煅烧温度（300~900°C）下使用固相反应来表征以去除第二相。通过X射线衍射和紫外-可见吸收光谱分析了其结构和光学性质。本文报道了一种新的路线，通过高温煅烧，由于BiFeO 3在高温煅烧过程中的热分解，合成了一个纯的Fe-BLT相，具有降低的光学带隙。这种还原第二相的简单途径可以适用于新兴氧化物光电子器件中使用的其他复合氧化物。
2014-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Properties and characterization of ALD grown dielectric oxides for MIS structures
我们报告了一个广泛的结构和电特性的栅极下的介质氧化物绝缘体的原子层沉积（ALD）生长的氧化铝和HfO 2。我们阐述了这些氧化物的ALD生长窗口，发现40-100 nm厚的两种氧化物层表现出良好的表面平整度和所需的非晶结构。这些层构成进一步金属栅极蒸发的基础，以完成金属-绝缘体-半导体结构。我们最好的器件能够在77 K下承受高达约3 MV/cm的电流，漏电流保持在1 nA的最先进水平以下。在这些条件下，位移电荷对应于3 \times 1013 cm-2的片载流子密度的变化，这保证了稀释铁磁半导体中的微磁特性的有效调制。
2011-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer Transitional Metal Oxides via Manipulating Magnetization Orientation
尽管人们在理论和实验上对量子反常霍尔效应（QAHE）进行了大量的探索，但陈数可调的QAHE系统仍然有限。在这里，我们从理论上提出，NiAsO $_3$和PdSbO $_3$，单层过渡金属氧化物，可以实现QAHE与可调陈数通过操纵他们的磁化方向。当磁化位于\textit{x-y}平面中并且所有镜像对称性被破坏时，低陈数（即，$\mathcal{C}=\pm1$）相出现。当磁化呈现非零\textit{z}方向分量时，系统进入高陈数（即，$\mathcal{C}=\pm3$）相，即使在倾斜磁化的存在下。当磁化方向为\textit{z} -方向时，PdSbO单层$_3$的带隙接近室温能级（23.4 meV）.利用Wannier紧束缚模型，建立了磁化诱导拓扑相变相图。我们的工作为实际电子应用提供了一个可调陈数的高温QAHE系统。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetic interaction at the atomic scale in oxide heterostructures
我们报告的一些结构相同，但化学上不同的过渡金属氧化物的系统研究，以确定如何材料的特定属性，如组合物和应变影响异质结构的界面处的属性。我们的研究考虑了一系列的结构，包含两层铁磁SrRuO3，与反铁磁绝缘锰氧化物夹在中间。结果表明，如何控制界面铁磁性的强度和相对取向的关联电子材料的方法，通过价态变化和衬底诱导的应变，分别。
2010-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable room-temperature ferromagnet using an iron-oxide and graphene oxide nanocomposite
磁性材料在电子、存储器和医学等领域有着广泛的应用。这些进步的关键是对磁序的控制。迄今为止，大多数室温应用具有固定的磁矩，其取向被操纵以实现功能。在这里，我们展示了一种基于氧化铁和氧化石墨烯纳米复合材料的器件，该器件在室温下充当可调铁磁体。我们不仅可以在室温附近的宽温度范围内调节其转变温度，而且还可以通过使用两个容易接近的旋钮（磁场和电流）的初始化过程将磁化强度从0调节到0.011 A.m $^2$ /kg，之后系统半永久地保持其磁性，直到下一个初始化过程。我们构建了一个理论模型来说明，这种可调谐性源于间接交换相互作用介导的自旋不平衡的电子内的纳米复合材料。
2015-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic Diluted Dimerization in VO2 Tweeds
二氧化钒（VO 2），一种典型的电子相关氧化物，电子相分离织构的观察，最近增加了新的观点长期存在的争论，其金属-绝缘体转变及其应用。然而，缺乏原子解决的信息相伴随这样的复杂模式仍然阻碍了全面理解的过渡和它的实现在实际设备。在这项工作中，原子分辨率成像和光谱揭示了铁弹性粗花呢结构的存在~5 nm的长度尺度，远低于目前采用的光谱成像技术的分辨率限制。此外，密度泛函理论计算表明，这种精细的粗花呢是由金属结构形成的，该金属结构由部分二聚的V-链形成，其平均表现为四方晶系（金红石），但局部是单斜晶系。这些观察结果表明，金属/绝缘体共存之间的低对称形式的VO 2是由晶格自由度，并提供了一个多尺度的角度来解释现有的数据，从而相共存和结构混合可以发生所有的方式下降到原子尺度。
2021-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterisation of Iron Oxide Nanoparticles with Tunable Sizes by Hydrothermal Method
本研究考察了不同反应时间对氧化铁纳米颗粒的结晶度、表面形貌和尺寸的影响。在该合成体系中，以Fe（NO $_3$）$_3\cdot9$ H $_2$ O九水合物为铁源，三乙胺为沉淀剂和碱性试剂。通过X射线衍射（XRD）、Rietveld分析、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对合成的氧化铁纳米颗粒进行了表征。延长的反应时间表明纳米颗粒形状从细长的纳米棒到最终扭曲的纳米立方体的变化。对纳米氧化铁的结晶度分析表明，样品主要由针铁矿（$α$ -FeOOH）和赤铁矿（$(α$ -Fe $_2$ O $_3$）两相组成.
2021-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Tunable perpendicular exchange bias in oxide heterostructures
交换偏置效应是磁存储器和自旋电子器件的重要组成部分。尽管最近的研究已经表明，垂直于器件平面的各向异性提供了优异的热噪声稳定性，但是已经证明在薄膜结构中实现垂直交换偏置是非常困难的。在这里，我们证明了一个强大的垂直交换偏置效应的异质结构的准二维倾斜反铁磁体La $_2$ CuO $_4$和铁磁（La，Sr）MnO $_3$的臭氧辅助分子束外延合成。这种效应的大小可以通过铜酸盐层的掺杂水平来控制。因此，层状氧化物的倾斜反铁磁性是磁性器件中单轴各向异性的一个新的和潜在的强大来源。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable and Persistent Macroscopic Polarization in Nominally Centrosymmetric Defective Oxides
本研究通过在中心对称CGO薄膜中制造宏观电荷不对称性，利用氧空位重分布实现可切换且持久的极化，产生约180 μC·m⁻²·K⁻¹的热释电系数，为开发可持续极性薄膜材料提供新途径。
2025-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetocaloric effect and enhanced refrigerant capacity in composite-like oxide heterostructures
本文详细研究了La_2NiMnO_6和La_2/3Sr_1/3MnO_3异质结的磁热效应。这些多层样品的磁熵变（$ΔS_{m}$）的温度依赖性的形状、宽度和幅度可以通过改变它们的布局来调节和控制。在超过室温的宽温度范围内，在所有样品中观察到大的$ΔS_{m}$。我们观察到一个温度无关的桌面一样的$ΔS_{m}$在高达100 K的温度范围内的三层样品。具有多次磁相变的La 2 NiMnO 6双钙钛矿是调整和塑造磁熵变化的温度依赖性以适应多个冷却循环要求的关键。
2022-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Layered, Tunable Graphene Oxide-Nylon Heterostructures for Wearable Electrocardiogram Sensors
纳米级工程材料与可穿戴无线技术相结合，可以提供新水平的健康监测。开发并测试了还原氧化石墨烯-尼龙复合材料，通过与广泛使用的ECG传感器之一进行比较，证明了其作为可穿戴长期心电图（ECG）监测传感器材料的有用性。通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的结构分析表明，在宏观尺度上的缺陷数量有限。傅里叶变换红外（FTIR）和拉曼光谱确认存在的rGOx，和D-和G-功能的比例作为厚度的函数与电阻率分析相关。缺陷的影响可以忽略不计，电学和光学特性的可调谐性，以及实时ECG数据，证明了其信号转导能力。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Tunable Environment in Functional Ferroic Heterostructures
我们展示了氧化物异质结构的生长后对称性控制的概念。功能氧化物夹在两个铁电层之间，并且通过层选择性电场极化可逆地打开或关闭氧化物成分的位置处的反转对称性。该过程的功能性通过光学二次谐波产生来监测。我们的方法被认为是其他材料和对称性的推广。因此，我们建立铁电三层结构作为器件组件，其中磁驱动的电荷，自旋和应变相关的功能可以被激活和停用。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable ferroelectricity in oxygen-deficient perovskites
本文通过第一性原理计算预测具有Grenier结构和有序氧空位的氧化物钙钛矿可实现可调铁电性，发现阳离子尺寸与稀土元素选择可调控自发极化和翻转势垒，为微电子应用提供了新材料方向。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Robust and tunable oxide nanoscrolls for solar-driven H$_2$ generation and storage
本研究评估了五种直接由二硫属化物前驱体形成的氧化物纳米卷材料，通过激发态理论与从头算分子动力学模拟，证实其具备适用于太阳能驱动光催化 H$_2$ 生产与存储的电子特性及缺陷环境下的氢捕获能力。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tunable Magnetic Frustration in the Cu-Ru-based Double Perovskite La$_{2-x}$Sm$_x$CuRuO$_6$ (x = 0, 1, 2) Oxides
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；National University of Science and Technology MISiS（俄罗斯科学与技术国立大学 MISiS）；CSIR-National Physical Laboratory（CSIR-国家物理实验室）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学与创新研究学院 (AcSIR)）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE 科学研究联盟）
本研究合成不同Sm掺杂的铜钌双钙钛矿，发现晶格畸变与Sm磁性共同作用可削弱磁性阻挫，为调控该类材料的磁性提供了新途径。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Two-Dimensional Electron Gas at the Interfaces of Ferroelectric Potassium Tantalate Niobates
该研究在非晶LAO/铁电钽铌酸钾界面构建可调2DEG，实现低温下具有滞后与非易失电场调制的金属导电态。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing Magnetic Interactions and Field-Induced Metamagnetic Transition in Highly Crystalline Phase-Tunable Iron Oxide Nanorods
氧化铁纳米结构中固有的多相存在突出了有意研究它们以理解和可能控制相的重要性。在这里，在250 0 C下退火与可变的持续时间上的块体磁性和结构性能的高纵横比的双相铁氧化物纳米棒与亚铁磁性Fe 3 O 4和反铁磁性α-Fe 2 O3的影响进行了探讨。增加退火时间下的自由流动的氧气增强了α-Fe 2 O3的体积分数，并提高了Fe 3 O 4相的结晶度，确定在磁化强度的变化作为退火时间的函数。约3小时的临界退火时间使两相的存在最大化，如通过磁化强度的增强和界面钉扎效应所观察到的。这归因于无序自旋分离磁性不同的相，其倾向于在高温下与磁场的应用对准。增加的反铁磁相可以区分，由于场诱导的变磁性转变观察到退火超过3小时的结构，尤其是突出的9小时退火样品。我们在确定体积分数随退火时间的变化方面的受控研究将能够精确控制氧化铁纳米棒中的相可调性，从而允许在从自旋电子学到生物医学应用的不同应用中定制相体积分数。
2023-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable Magnetism and Insulator-Metal Transition in Bilayer Perovskites
二维（2D）过渡金属氧化物钙钛矿极大地扩展了可用的2D多功能材料系统的领域。在这里，基于密度泛函理论计算，我们预测的存在下，伴随着绝缘体-金属相变双层$KNbO_{3}$和$KTaO_{3}$通过施加应变工程和/或外部电场。我们的研究结果将有助于少层过渡金属氧化物钙钛矿在新兴的自旋电子学和应变电子学中的应用。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Strain engineering of epitaxial oxide heterostructures beyond substrate limitations
提出通过插入并调控超薄界面层的应变弛豫，在单一衬底上实现氧化物异质结构连续可调大应变，并在 BiFeO3 中获得连续 O-R-T 相变。
2021-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Entropy engineering and tunable magnetic order in the spinel high entropy oxide
尖晶石氧化物是一个理想的设置，以探讨之间的相互作用的构型熵，网站的选择性，和高熵氧化物的磁性。在这项工作中，我们表征的尖晶石（Cr，Mn，Fe，Co，Ni）$_3$ O $_4$的磁性和研究其磁性的演变作为一个功能的非磁性镓取代。在这里研究的组合物的范围内，从0%至40%的Ga，磁化率和粉末中子衍射测量表明，亚铁磁秩序是强大的尖晶石HEO。然而，我们也发现，亚铁磁秩序是高度可调的，与有序温度，饱和和亚晶格的时刻，和磁硬度都显着变化的Ga浓度的函数。通过X-射线吸收和磁性圆二色性，我们能够将这种磁性可调性与尖晶石结构中的各种阳离子和四面体和八面体位点之间的强位点选择性相关联。特别是，我们发现，虽然镍和铬在很大程度上不受影响的替代与Ga，锰，钴和铁的占位率分别显着重新分配。Ga取代还需要过渡金属价态的总体降低，并且这完全由Mn容纳。最后，我们表明，虽然网站的选择性有一个整体的抑制作用的构型熵，在一定范围内的组合物，Ga取代产生了显着的构型熵增加，并可能赋予额外的稳定。尖晶石氧化物可以从低熵到高熵状态无缝调整，使其成为熵工程的理想平台。
2022-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hole doping in compositionally complex correlated oxide enables tunable exchange biasing
磁界面及其产生的现象推动了现代自旋电子学的设计和基础研究。近年来，研究发现，通过设计结构复杂的熵稳定氧化物的磁阻挫，可以在结构单一的单晶薄膜中产生交换偏置。这消除了在磁响应现象的设计和控制中对复杂异质结构和纳米复合材料的需要。在这项工作中，我们证明了通过孔掺杂的高熵钙钛矿氧化物，可以实现磁响应的调谐。详细的磁强计，我们显示磁耦合表现出各种磁响应，包括交换偏置和反铁磁自旋反转的熵稳定的ABO 3钙钛矿氧化物La 1-xSrx（Cr0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2）O3家庭。我们发现，操纵的A-网站的电荷状态可以用来平衡磁相组成和耦合响应。这允许创建高度可调的交换偏置响应。在低Sr掺杂制度中，在反铁磁相边界处产生的自旋受抑区域被示出为直接耦合到膜的反铁磁矩，并作为主导机制出现，导致响应于场偏置的磁化循环的垂直移位。在较高的浓度下，观察到反铁磁和铁磁区域的直接耦合。这种磁耦合的可调谐性进行了讨论，在这三个竞争的磁相的背景下，揭示了关键功能，通过利用自旋挫折和高熵氧化物中的无序设计交换偏置。
2023-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Solution Monolayer Epitaxy for Tunable Atomically Sharp Oxide Interfaces
原子级尖锐界面的外延生长是纳米纤维的主要组成部分之一。这种接口对于包括晶体管、光伏电池和存储器组件在内的各种器件的操作至关重要。为了避免可能妨碍这种器件的操作的电荷陷阱，层必须是原子级尖锐的。原子级尖锐界面的制造通常需要超高真空技术和高衬底温度。我们在这里提出了一种新的自限性湿化学工艺从醇盐前体的外延层的沉积。这种方法是快速，廉价，并产生完美的接口，我们验证了各种分析技术。它允许半单位单元分辨率的异质结构的设计。我们证明我们的方法通过设计空穴型氧化物界面SrTiO 3/BaO/LaAlO 3。我们表明，通过这个接口的运输表现出混合电子空穴的贡献与空穴迁移率超过电子的属性。我们的方法和结果是朝着可控设计的p型氧化物界面的重要一步。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polarity-tunable magnetic tunnel junctions based on ferromagnetism at oxide heterointerfaces
复合氧化物系统由于其迷人的性质而引起了人们的极大关注，包括在两个带绝缘体之间的导电界面处的磁有序，例如LaAlO 3（LAO）和SrTiO 3（STO）。然而，在LAO/STO异质界面的自旋自由度的操纵仍然难以捉摸。在这里，我们已经制作了混合磁性隧道结组成的Co和LAO/STO铁磁体与插入之间的Ti层，这清楚地显示出磁开关和隧道磁阻（TMR）效应低于10 K。TMR的大小和的强烈依赖于旋转磁场的方向平行于LAO/STO平面，这是由于在LAO/STO异质结构中的强Rashba型自旋轨道耦合。我们的研究为LAO/STO异质界面宏观铁磁性的存在提供了进一步的支持，并为实现界面自旋电子学器件开辟了一条新的途径。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable 2D Electron- and 2D Hole States Observed at Fe/SrTiO$_3$ Interfaces
Universität Konstanz（康斯坦茨大学）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
研究通过共振光电谱揭示了STO基异质结中可调的二维电子和空穴带结构，通过调节Fe基界面层的氧化态实现载流子类型的切换，拓展了氧化物电子学的应用前景。
2023-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Deep-learning Hamiltonian reveals twist-tunable flat bands and nonlinear photocurrents in SrTiO3 moire bilayers
Jilin University（吉林大学）；Suzhou Laboratory（苏州实验室）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究通过结合密度泛函理论与DeepH-E3框架，探究扭曲双层SrTiO₃的电子结构和光学响应。经训练模型应用于不同扭转角双层，发现减小扭转角使价带变平，还评估了多种响应，结果显示扭转工程可控制氧化物莫尔系统的电子和光电响应。
2026-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Polariton Canalization in Natural van der Waals Oxide
研究通过红外纳米成像揭示了alpha-V2O5中平面双曲性，实现无额外处理的极子单向传播，展示了可调极子通道化的新形式。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unusual Nonlinear Optical Responses in Layered Ferroelectric Niobium Oxide Dihalides: Origin and Manipulation
实现大的和高度可调谐的二阶非线性光学（NLO）响应，例如，二次谐波产生（SHG）和体光伏效应（BPVE）是发展现代光学和光电子器件的关键。最近，二维范德华铁电体NbOX 2（X = Cl，Br或I）被发现表现出异常大的各向异性二次谐波。然而，NbOX 2中NLO响应的物理起源和可能的可调谐性仍然不清楚。在这篇文章中，我们发现，在NbOCl 2的大的二次谐波是由大的跃迁偶极矩和带嵌套诱导的大强度的电子-空穴对之间的协同作用。值得注意的是，NbOCl 2在不同的偏振光下可以表现出显著不同的应变依赖BPVE，这源于有趣的光偏振依赖轨道跃迁。重要的是，我们成功地实现了可逆的铁电反铁电相变通过控制环境温度或外部压力，伴随着极大的可调非线性光学响应。此外，我们还发现NbOX 2中的SHG和BPVE随X的变化遵循不同的规律。我们的研究提供了一个深入的了解新的NLO物理在NbOX 2，并建立了很大的外场可调谐性的设备应用。
2023-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-engineered and electrically tunable in-plane anomalous Hall effect in oxide heterostructures
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（合肥微尺度物质科学国家研究中心，中国科学技术大学）；Department of Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院）；Key Laboratory of Materials Physics, Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所材料物理重点实验室）；School of Physics, Northwest University（西北大学物理学院）；Anhui Key Laboratory of Condensed Matter Physics at Extreme Conditions, High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院强磁场科学中心极端条件凝聚态物理安徽省重点实验室）
该研究设计了一种在氧化物异质结构中可电调制的平面内异常霍尔效应平台，通过离子液体栅极实现对称性打破的可逆调控，为探索非平凡磁序和开发可编程霍尔功能提供了新途径。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Rapid Electron Transport in Titanium Oxide Thin Films
量子阱中的快速电子输运引发了许多新的物理现象，成为高速电子学的关键。在这里，我们发现的二氧化钛的电性能从半导体的金属氧化物的氧化程度降低，并在界面处形成肖特基量子阱。在研究多层薄膜的电输运特性时，我们考虑了非对称界面电子散射效应。提出了一种新的多层薄膜物理电导模型。我们发现在面内施加电场的情况下，电子会从低迁移率的半导体和金属导电沟道转移到高迁移率的肖特基量子阱导电沟道。在肖特基量子阱中形成的2DEG的电子浓度和迁移率可以调节，因此纳米器件呈现非线性的电压-电流曲线。在室温下，纳米器件的微分电阻率随电场的增大而减小两个数量级。在我们的纳米器件中，在低温下实验观察到电子的弱电子局域化，这进一步证明了肖特基量子阱中2DEG的存在。我们的工作将为多层薄膜中快速电子输运提供新的物理机制，并为现代微电子工业带来新的功能器件。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic effects at the interface between nonmagnetic oxides
在两个绝缘氧化物之间的界面处的电子重构可以产生高导电界面。在类比这一显着的界面诱导导电性，我们展示了如何，此外，磁性可以诱导在界面之间的其他绝缘钙钛矿SrTiO 3和LaAlO 3。一个大的负磁阻的接口被发现，连同对数温度依赖的方块电阻。在低温下，薄层电阻显示出磁滞现象。磁有序是固体科学中的一个关键问题，其潜在机制仍然是深入研究的主题。特别是，局域磁矩之间的相互作用和在固体中的巡回传导电子的自旋引起了有趣的多体效应，如Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，近藤效应，和稀释磁性半导体中的载流子诱导铁磁性。导电氧化物界面现在提供了一个多功能的系统，以诱导和操纵磁矩，否则将被破坏的材料。
2007-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-loss tunable infrared plasmons in the high-mobility perovskite (Ba,La)SnO$_3$
BaSnO $_3$在钙钛矿氧化物中表现出最高的载流子迁移率，使其成为氧化物电子学的理想材料。集体载流子振荡，等离子体激元，预计将出现在这种材料中，从而提供了一种工具，以控制纳米光场的光电子应用。在这里，我们证明了在La掺杂的BaSnO $_3$（BLSO）的高迁移率载流子支持的相对长寿命的等离子体的存在。利用扫描透射电子显微镜聚焦电子能量损失谱的高空间和能量分辨率，系统研究了BLSO纳米粒子中红外局域表面等离子体（LSP）的色散、限制比和阻尼特性。我们发现，在BLSO的LSP是高度空间限制的贵金属相比，具有相对较低的损耗和高品质因数相比，其他掺杂氧化物。进一步的分析阐明了BLSO中等离子体阻尼与载流子迁移率之间的关系。我们的研究结果支持使用纳米结构的简并半导体等离子体激元应用在红外区域，并建立一个相关的替代更传统的等离子体激元材料。
2021-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Two-Dimensional Arsenene Oxide: A Realistic Large-gap Quantum Spin Hall Insulator
寻找能够实现室温量子自旋霍尔（QSH）效应的二维（2D）现实材料是目前一个不断发展的领域。在这里，我们通过从头计算确定氧化砷，AsO，作为一个很好的候选人，它表现出高稳定性，灵活性，和可调的自旋轨道耦合（SOC）的差距。与已知的原始或功能化的砷烯相比，AsO的最大非平凡带隙达到89 meV，并且在双轴应变下可以进一步增强到130 meV。通过在BN片之间插入2D AsO，我们提出了一个量子阱，其中AsO的能带拓扑被保留有相当大的带隙。考虑到具有完全氧化表面的AsO对于表面氧化和降解是天然稳定的，该功能为设计在室温下操作的拓扑量子器件提供了可行的策略。
2017-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnetic Anisotropy in Patterned SrRuO3 Quantum Structures: Competition between Lattice Anisotropy and Oxygen Octahedral Rotation
人工钙钛矿氧化物纳米结构由于其可剪裁的电子-电子相互作用而具有有趣的磁性，这对氧配位环境非常敏感。迄今为止，尺寸小于50 nm的钙钛矿氧化物纳米点很少有报道。此外，钙钛矿氧化物纳米点中的氧八面体畸变及其与磁性的关系仍然未被探索。在这里，我们研究了图案化SrRuO 3（SRO）纳米点的磁各向异性小至30 nm，同时进行原子分辨率电子显微镜和光谱直接可视化的组成元素，特别是氧离子。我们观察到SRO纳米点的磁各向异性和RuO 6八面体畸变都与纳米点的尺寸有关，但在第一个3-晶胞界面SRO单层中，无论纳米点的尺寸如何，磁各向异性和RuO 6八面体畸变都保持不变。结合第一性原理计算，我们揭示了SRO纳米点中纳米点尺寸依赖的磁各向异性背后的独特结构机制，认为晶格各向异性和氧八面体旋转之间的竞争介导了SRO纳米点中的各向异性交换相互作用.这些发现展示了一种调节相关钙钛矿氧化物磁性的新途径，并暗示图案化纳米点可能是工程涌现功能行为的一个有前途的游乐场。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
