Properties and Curie Temperature (130 K) of Heavily Mn-doped Quaternary Alloy Ferromagnetic Semiconductor (InGaMn)As Grown on InP
研究了低温分子束外延（LT-MBE）生长在InP衬底上的Mn重掺杂[（In 0.44 Ga 0.56）0.79 Mn 0.21]As薄膜的磁性。通过将生长温度降低到190 ℃，获得了具有高Mn含量（21%）的（InGaMn）As。当[（In0.44Ga0.56）0.79Mn0.21]As层的厚度等于或小于10 nm时，反射高能电子衍射（RHEED）图案和透射电子显微镜（TEM）显示没有MnAs聚集，表明生长了具有良好质量的均匀单晶。在磁性圆二色性（MCD）测量中，观察到大的MCD强度和130 K的高居里温度。
2003-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Strongly Enhanced Curie Temperature in Carbon-Doped Mn5Ge3 Films
研究了在高温下制备的Mn_5Ge_3Cx薄膜的结构和磁性。特别地，与具有TC = 304 K的Mn 5Ge 3相比，具有x >= 0.5和TS = 680 K的膜表现出强烈增强的居里温度TC = 440 K。这些薄膜的结构分析表明，碳是间接纳入到锰八面体的六方Mn 5Si 3型结构的空隙引起晶格压缩。与晶格压缩连接的增强的铁磁稳定性被解释在由C介导的Mn-Mn相互作用的电子结构的变化的基础上。
1999-11-10 cond-mat.mtrl-sci
High Curie Temperature Ferromagnetism and High Hole Mobility in Tensile Strained Mn-doped SiGe Thin Films
基于IV族材料的稀磁半导体（DMS）对于与当前硅技术兼容的自旋电子器件是期望的。本工作首先采用射频磁控溅射法在Ge衬底上制备了Mn掺杂的非晶SiGe薄膜，然后采用快速热退火（RTA）方法进行晶化。经过快速热处理后，样品变为铁磁半导体，居里温度随Mn掺杂浓度的增加而升高，Mn掺杂浓度为5%时，居里温度达到280 K。实验结果表明，SiGe晶体的铁磁性来自于空穴介导过程，并被SiGe晶体中的张应变所增强。同时，为了消除反常霍尔效应（AHE）的影响，在33 T下进行了霍尔效应测量，结果表明，退火样品的空穴迁移率大大提高，最大值为~1000 cm 2/Vs，这是由于拉伸应变引起的能带结构调制。Mn掺杂SiGe薄膜具有高居里温度、高铁磁性和高空穴迁移率，为半导体自旋电子学提供了一个很有前途的平台。
2020-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and Curie temperature of Vanadium-doped Nitrides
利用KKR-LSDA-CPA研究了钒掺杂氮化物（AlN、GAN和InN）的电子结构、磁性离子间的交换作用机制和居里温度。结果表明，在低浓度时，铁磁超交换作用机制占主导地位，但在足够高的浓度（x > 0.10）时，反铁磁超交换作用出现，降低了铁磁性的稳定性，特别是对于掺钒AlN和掺钒GAN.平均场近似下的居里温度的估计表明，钒掺杂的氮化物的居里温度超过室温与钒的几个成分。
2005-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heavily Fe-doped n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)Sb with high Curie temperature and large magnetic anisotropy
采用低温分子束外延方法生长了重掺Fe的n型铁磁半导体（In 1-x，Fex）Sb（x = 20 - 35%）薄膜，研究了其高温铁磁性和大的磁各向异性。当x = 20 - 35%时，（In 1-x，Fex）Sb薄膜保持了锌-铁磁晶体和具有单相铁磁性的能带结构。（In 1-x，Fex）Sb的居里温度（TC）在x = 35%时达到390 K，显著高于室温，是迄今为止报道的III-V族铁磁半导体的最高值。此外，x = 35%的（In 1-x，Fex）Sb薄膜具有较大的矫顽力（HC = 160 Oe）和剩磁（Mr/MS = 71%）。我们的研究结果表明，n型铁磁半导体（In 1-x，Fex）Sb是非常有前途的自旋电子器件在室温下运行。
2019-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of dopant and impurity distributions in 2D MoS$_2$
二硫化钼（MoS $_2$）纳米片是一种具有高电子迁移率的二维材料，在催化和电子学领域具有很高的应用潜力。我们使用一锅法湿化学合成路线合成了具有和不具有Re掺杂的MoS $_2$纳米片。原子探针断层扫描显示，3.8at.% Re均匀地分布在Re掺杂的片材内。其他杂质也被发现整合在材料中：轻元素包括C、N、O和Na，局部富集高达0.1原子%，以及V和W等重元素。对未掺杂样品的分析表明，W和V可能源自Mo前体。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Strong suppression of the Curie temperature in the electron-doped system La1-xCexCoO3
我们证明，对于La 1-xCexCoO 3（0.1 <= x <= 0.4）系统，可以通过外延薄膜的生长来合成电子掺杂的钴矿。对于La 1-xCexCoO 3，在整个掺杂范围内观察到铁磁有序（居里温度Tc的最大值在x ca. 0.3），导致类似于空穴掺杂钴酸镧的磁相图。测得的自旋值强烈建议的Co离子，这也被发现在空穴掺杂系统中的中间自旋状态。然而，与空穴掺杂材料相反，在Tc远高于200 K的情况下，我们观察到最大Tc强烈抑制到约22 K。这可能是由于Co 3d-O2 p杂化的显著减少所致。所观察到的有趣的磁性与先前报道的理论结果一致。
2005-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism in Nitrogen-doped MgO
用密度泛函方法计算了掺氮MgO的磁态，其中N取代O的浓度在1%和浓缩极限之间。发现N原子是磁性的，每个N原子具有1个玻尔磁子的磁矩，并且通过双交换机制进行铁磁相互作用。当达到逾渗阈值时，在约1.5%的有限浓度以上建立长程磁序。居里温度随浓度的增加而线性增加，当浓度为10%时，居里温度约为30 K。除了单个氮原子的取代外，还讨论了间隙氮原子、氮原子团簇及其结构弛豫对磁性的影响。工程更高的居里温度的可能方案进行了分析，与居里温度的增加是难以实现的结论，需要特别注意的化学选择。
2009-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetic properties of Gd-doped and Eu-rich EuO
采用第一性原理计算研究了Gd掺杂和O空位对EuO磁相互作用和居里温度的影响。虚晶近似下的线性响应计算表明，居里温度作为掺杂的函数存在一个很宽的最大值，这是由于间接交换的饱和贡献和f-d跳跃机制的下降贡献相结合所致。研究了低掺杂时的非海森堡相互作用及其对居里温度的影响。的电子结构的替代Gd和EuO中的O空位进行了评估。当4f自旋无序时，杂质态从单占据变为双占据，但不排除关联束缚磁极化子的存在。在较高的空位浓度典型的富Eu的EuO膜，杂质状态加宽成带，并保持部分填充。为了超越均匀掺杂的图片，磁结构集群扩展，它描述了修改后的交换参数附近的Gd掺杂剂或O空位。采用蒙特卡罗模拟研究了热力学性质。掺Gd的EuO的居里温度与虚晶近似的结果一致，最大值约为150 K。在3.125%的空位浓度的居里温度增加到120 K，与富铕薄膜样品的实验数据相一致。
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci
In-plane to perpendicular magnetic anisotropy switching in heavily-Fe-doped ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb with high Curie temperature
利用室温铁磁共振技术，研究了（001）取向的高居里温度（Tc > 320 K）铁磁半导体（Ga 0.7，Fe 0.3）Sb层的磁各向异性随厚度d的增加而从面内向垂直转变.我们发现，沿[001]方向的总MA能量（E）改变其符号从正（面内）到负（垂直）随着增加d以上的有效临界值\mathrm{d}_\ mathrm{C}^ \mathrm{*} \ ~ 42 nm。我们发现（Ga，Fe）Sb在薄膜平面内具有二重对称性。同时，在与包括面内[110]轴的膜垂直的平面中，随着d的增加，沿[110]的与易磁化轴的二重对称变为与易磁化轴的四重对称<001>。这种特殊的行为是不同的（Ga，Mn）As，其中只有面内MA取决于膜的厚度，并具有四重对称性，由于其占主导地位的立方各向异性沿<100>轴。这一工作为高温超导体（Ga，Fe）Sb的易磁化轴的控制提供了重要的指导。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci
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
Mn-doped Ga(As,P) and (Al,Ga)As ferromagnetic semiconductors
p型（Ga，Mn）As在自旋电子学功能铁磁半导体材料方面取得了显著进展。然而，在其他III-V族主体如锑化物、GaP或（Al，Ga）As中也观察到了强空穴介导的铁磁性，这为优化主体成分朝向更高的铁磁性居里温度打开了广阔的可能性领域。在这里，我们探讨理论上的铁磁性和Mn掺入Ga（As，P）和（Al，Ga）As三元主机。虽然合金化（Ga，Mn）与Al的居里温度只有很小的影响，我们预测的居里温度在较小的晶格常数Ga（As，P）主机相当大的增强。与（Al，Ga）As相比，Mn掺杂的Ga（As，P）在载流子和力矩补偿间隙Mn杂质的形成方面也是有利的。在（Ga，Mn）（As，P）中，我们发现这些有害杂质的部分浓度随着P含量的增加而显著降低。
2006-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Curie temperature enhancement in electron-doped EuO
我们提出了一个比较，理论研究的掺杂依赖性的临界温度$T_C$的铁磁绝缘体-金属的转变，在Gd掺杂和O-缺乏EuO，分别。Eu $_{1-x}$ Gd $_x$ O中的强$T_C$增强是由于Gd位上的Kondo样自旋涨落，这在Eu O $_{1-x}$中是不存在的。此外，我们发现，在Eu $_{1-x}$ Gd $_x$ O的$T_C$饱和大$x$是由于到导带的掺杂剂电子的激活减少，与实验一致，而不是反铁磁的RKKY相互作用的长程贡献。结果揭示了进一步增加$T_C$的可能性。
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thickness Dependent Magnetic Transition in Few Layer 1T Phase CrTe2
室温二维（2D）铁磁性在实际自旋电子学应用中是非常需要的。最近，已经成功地合成了具有五层和更厚层的1 T相CrTe 2（1 T-CrTe 2）纳米片，其都表现出铁磁（FM）金属的性质，居里温度在305 K左右。然而，当连续地将纳米片的厚度减小到单层极限时，其中的铁磁性是否可以保持仍然是未知的。通过第一性原理计算，我们研究了1 ~ 6层CrTe 2纳米片的磁性演化，发现了几个有趣的现象：第一，单层CrTe 2纳米片更倾向于锯齿形反铁磁（AFM）态，其能量远低于FM态.第二，在2 - 4层CrTe_2中，层内和层间磁耦合都是AFM。最后，当层数等于或大于5时，层内和层间磁耦合变为FM。理论分析表明，少层CrTe 2相对于体相的面内晶格收缩是产生层内AFM-FM磁转变的主要因素。同时，只要层内耦合达到FM，层间耦合将伴随着从AFM切换到FM。这种高度厚度依赖的磁性为控制2D材料的磁性提供了新的视角。
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci
A Primary Exploration to Quasi-Two-Dimensional Rare-Earth Ferromagnetic Particles: Holmium-Doped MoS2 Sheet as Room-Temperature Magnetic Semiconductor
近年来，具有强磁性的二维材料和纳米粒子在纳米自旋电子学的基础物理研究中也引起了人们极大的兴趣。更重要的是，具有高居里温度的室温磁性半导体材料对于开发下一代自旋电子和量子计算器件至关重要。在这里，我们开发了一个理论模型的基础上的密度泛函理论计算和Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida理论预测的二维磁性材料的热稳定性。与其他稀土（镝（Dy）和铒（Er））和3d（铜（Cu））杂质相比，掺钬（Ho掺杂）的单层1H-MoS 2被认为是具有强大磁性的有前途的半导体。在杂化HSE 06泛函水平上的计算预测居里温度远高于室温。Ho掺杂的MoS 2片具有完全自旋极化的价带和导带，这是柔性自旋电子应用的先决条件。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing catalyst activity of two-dimensional C$_4$N$_2$ through doping for the hydrogen evolution reaction
本文研究通过B、Si、P掺杂二维C$_4$N$_2$纳米片提升析氢反应催化活性，发现B掺杂C$_{36}$N$_{17}$可将吉布斯自由能降至约-0.2 eV，显著优化氢吸附，有望作为高效助催化剂用于电催化和光催化。
2025-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
First-principles investigation of Nd(Fe,M)12 (M = K--Br) and Nd(Fe,Cr,Co,Ni,Ge,As)12: Possible enhancers of Curie temperature for NdFe12 magnetic compounds
通过第一性原理计算研究了不同掺杂剂（M = K-Br）对NdFe_（12）磁性化合物居里温度的影响。分析的Korringa-Kohn-Rostoker方法与相干势近似表明，掺杂的Fe网站与最佳浓度的Ge和As是一个有前途的策略，提高居里温度。为了在更广泛的空间进行搜索，我们还执行贝叶斯优化。在超过180，000种候选组合物中，发现具有Co、Ge和As的共掺杂系统具有最高的居里温度。
2021-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Highly efficient BiVO4 single-crystal nanosheets with dual modification: phosphorus doping and selective Ag modification
BiVO 4是一种具有可见光响应的光催化剂，由于其原材料来源丰富、稳定性好、成本低廉，显示出巨大的发展潜力。由于分离电子-空穴对的能力较差，限制了其进一步的应用。事实上，单一组分的改性策略几乎不足以获得高效的光催化性能。在本工作中，P取代了一些V原子从钒含氧阴离子，即P掺杂到V的位置在BiVO 4的主机晶格通过水热路线。同时，Ag作为一种有吸引力的和有效的电子助催化剂，选择性地修饰在BiVO 4纳米片的（010）面，通过简单的光沉积。结果表明，双修饰的BiVO 4片对亚甲基蓝（MB）具有较好的光催化降解性能。详细地说，光催化速率常数（k）为2.285 min-1g-1，这是2.78倍高于原始BiVO 4纳米片。实际上，P掺杂有利于O空位的形成，导致更多的载流子，促进光催化反应。另一方面，金属Ag负载在（010）面上有效地转移了光生电子，从而有助于电子-空穴对的分离。本工作为高效光催化材料的智能设计和可控合成提供了新的思路。
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferromagnetism in Cr-doped GaN: A First Principles Calculation
否则，反铁磁铬被证明是铁磁耦合时，掺杂到GAN中，无论主机是晶体或集群。分别采用基于分子轨道理论的密度泛函理论和线性化Muffin tin轨道紧束缚超原胞能带结构方法对掺杂团簇和晶体进行了计算。计算出的Cr掺杂GAN晶体的半金属行为与观察到的室温居里点相结合，使其成为自旋电子学应用的理想候选者。
2002-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Mn-doped Bi$_2$Se$_3$ compound: temperature dependence and pressure effects
在$4.2-300$ K温度范围内测量了Bi $_{2-x}$ Mn $_{x}$ Se $_3$（$x = 0.01-0.2$）的磁化率$χ$。对于所有的样品，$χ(T)$的Curie-Weiss行为与Mn离子的有效磁矩对应于自旋值S=5/2，其与顺磁居里温度$Θ\sim -50$ K反铁磁耦合。此外，对于标称组成$x$ = 0.1和0.2的样品，在固定温度78和300 K下测量了高达2 kbar的流体静压$P$对$χ$的影响，该温度允许估计$Θ$的压力导数为d $Θ$ /d $P\sim-0.8$ K/kbar。基于所观察到的行为$Θ$与不同的Mn浓度和压力，局部Mn时刻之间的相互作用的可能机制进行了讨论。
2015-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Absence of room temperature ferromagnetism in bulk Mn-doped ZnO
本文研究了Zn_（1-x）Mn_xO（x=0.02，0.03，0.05）多晶的结构和磁性。低温（~500 oC）合成留下未反应的起始ZnO和锰氧化物。与最近的一份报告相反，在高于900 ℃的温度下在空气中合成的单相材料没有观察到体铁磁性。单相样品表现出顺磁性居里-外斯行为。
2004-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity enhancement and thermal reduction of BN-codoped MgO nanosheet: Significant effects of B-N atomic interaction
本研究通过调控BN共掺杂MgO单层膜中B与N原子的吸引相互作用，实现带隙转变与光学性能提升、热容降低，并通过AIMD计算验证其热力学稳定性，为相关器件应用提供调控思路。
2023-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Onset of ferromagnetism in low-doped GaMnAs
我们开发了一个定量预测理论的杂质带的铁磁性在低掺杂制度的GaMnAs和比较与实验测量的一系列样品的组成跨越从顺磁绝缘铁磁导电行为的过渡。理论居里温度敏感地依赖于Mn-空穴结合能的局部波动，这源于Mn分布中的无序以及As反位缺陷的存在。对于电导率变化大于10^4、空穴浓度变化大于10^2的一系列样品，实验测定的居里温度下的跳跃能大致恒定。因此，在这种情况下，跳跃能是样品居里温度的一个很好的预测因子，与理论一致。
2007-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and transport properties of Sb2Te3 doped with high concentration of Cr
报道了Cr掺杂Sb 2 Te 3磁性拓扑绝缘体的分子束外延和性质。成分分析表明，Cr取代Sb的位置，和X射线衍射证实，可以获得单相织构晶体结构的（CrxSb 1-x）2 Te 3与x高达0.44。x的进一步增加导致材料中的相分离或沉淀。居里温度TC随x的增加而增加，最高可达250 K，是目前磁掺杂拓扑绝缘体中最高的TC。
2018-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in cobalt doped n-GaN
报道了Co+注入形成的Co掺杂n-GaN退火后样品的铁磁有序性。最高居里温度~ 250 K的记录为样品与8原子%的Co。粒子诱导的X射线发射沟道研究证实了在Ga晶格位的替代Co。磁性杂质周围的局部原子排列也使用拉曼研究进行了分析。一个无序的模型与载体介导耦合的本地磁矩负责观察到的铁磁有序。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Doped 2D diamond: properties and applications
本文通过第一性原理计算研究了掺杂二维金刚石C$_4$X$_2$（X=B或N）纳米片的多种性质，发现其结构稳定且具有与金刚石相当的刚度，其中C$_4$N$_2$适用于高迁移率器件衬底，C$_4$B$_2$则适用于光电子学应用。
2023-08-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Modulation of the Curie Temperature in Ferromagnetic/Ferroelectric Hybrid Double Quantum Wells
提出了一种铁磁/铁电混合双量子阱结构，并研究了这种量子阱结构中居里温度（Tc）的调制。研究了由Mn δ掺杂阱、势垒和p型铁电阱组成的系统中外加电场和自发电极化的强度的综合作用。我们计算了载流子在最低能量子带的包络函数的变化，这是由于外加电场和偶极极化的切换造成的。通过反转退极化场，我们可以在固定的外加电场下获得铁磁量子阱的两个不同的铁磁转变温度。居里温度强烈地依赖于Mn δ掺杂层的位置和铁电阱的极化强度。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetically Doped InAs/GaSb Quantum Wells
在低温（$\sim$ 30 mK）下，在Cr掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$薄膜中观察到了量子反常霍尔效应.在这项工作中，我们提出在更传统的具有掺杂InAs/GaSb II型量子阱的稀磁半导体中实现量子反常霍尔效应。基于四带模型，我们发现在InAs/GaSb量子阱的反相区中，由于带边奇异性，铁磁性的居里温度有所提高。在居里温度以下，通过霍尔电导的直接计算，证实了量子反常霍尔效应的存在。基于八带Kane模型确定了量子反常霍尔相位的参数区域。高的样品质量和强的交换耦合使磁掺杂InAs/GaSb量子阱成为实现高温量子反常霍尔绝缘体的良好候选者。
2013-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase diagram, ferromagnetic martensitic transformation and magnetoresponsive properties of Fe-doped MnCoGe alloys
采用X射线衍射（XRD）和磁性测量研究了Fe掺杂MnCoGe合金的晶体结构和磁响应特性。通过将含Fe的同结构化合物合金化到MnCoGe中，可以在奥氏体和马氏体的居里温度之间的温度窗口中实现从顺磁性奥氏体到具有大磁化差的铁磁性马氏体的磁结构转变，从而导致磁场诱导的马氏体转变和大的磁熵变。提出了掺铁MnCoGe合金的结构和磁性相图。
2012-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic oxide semiconductors
磁性氧化物半导体，即掺杂有过渡金属元素的氧化物半导体，是高居里温度铁磁半导体的候选者之一，其对于在室温下实现半导体自旋电子学是重要的。本文综述了近年来各种磁性氧化物半导体材料的研究进展。从评价铁磁性的可行性的观点出发，研究了磁化强度、磁光效应和磁输运（如反常霍尔效应）。讨论了Co掺杂TiO2和过渡金属掺杂ZnO的铁磁性。
2005-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Erbium-doped WS$_2$ with Down- and Up-Conversion Photoluminescence Integrated on Silicon for Heterojunction Infrared Photodetection
本研究利用稀土元素掺杂策略合成2D WS$_2$:Er纳米片，实现可见至近红外上转换与下转换发光，并构建室温WS$_2$:Er/Si异质结红外光电探测器，有效抑制暗电流，为2D材料异质结红外探测奠定基础。
2023-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nitrogen defects and ferromagnetism of Cr-doped AlN diluted magnetic semiconductor from first principles
报道了用各种方法制备的Cr掺杂AlN稀磁半导体的居里温度高达900 K，这对于自旋电子学应用是令人兴奋的。据认为，N缺陷在实现良好样品的高温铁磁性方面起着重要作用。基于这些实验进展，我们采用全势密度泛函理论和超原胞方法研究了N缺陷对含N空位（VN）的（Al，Cr）N铁磁性的影响。计算结果与实验观察和实际掺铬AlN样品及其合成的事实相一致。我们的第一性原理研究结果对于阐明铁磁性的形成机制和开发高性能的掺铬AlN稀磁半导体材料具有重要意义。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Diluted magnetism in Mn doped SrZnO2 single crystals
研究了Mn和Cu掺杂的SrZnO_2单晶（SrZn0.99Mn0.01O_2和SrZn0.99Cu0.01O_2）的磁性。我们观察到的签名弱铁磁性的磁化率低于5 K的急剧增加，即使在低百分比（x= 0.01）的Mn取代单晶。平行或垂直于ab平面测量的磁化率数据产生各向异性行为，居里-外斯温度分别为约-320 K和-410 K，表明在高温下Mn原子之间存在强反铁磁耦合，类似于Mn掺杂的ZnO和Fe掺杂的BaTiO 3样品。而SrZn 0.99Cu 0.01 O2晶体在2K以下表现出顺磁性。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic, and optical properties of Mn-doped GaSb: a first-principles study
半金属铁磁体可以产生完全自旋极化的传导电子，可以用来制作自旋电子器件。因此，在这项研究中，电子结构，磁性和光学性质的GaSb，这表现出半金属性，掺杂Mn，3d过渡金属，使用广义梯度近似和Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）功能计算。Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ Sb（$x = 0.25, 0.5, 0.75$）材料具有铁磁半金属性质和较高的居里温度，表明该系列材料可用于自旋电子器件。同时，它们在红外波段有较强的吸收，表明Ga $_{1-x}$ Mn $_{x}$ Sb在红外光电器件中也有潜在的应用前景。
2019-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Calculating the Curie Temperature reliably in diluted III-V ferromagnetic semiconductors
我们提出了一个半解析理论的居里温度在稀磁半导体，治疗无序的影响，正是在有效的海森堡哈密顿量，和自旋波动内的本地RPA。交换偶联来自浓度依赖性{ \it ab initio}估计。该理论给出了很好的协议与公布的数据退火样品的锰$_x$镓$_{1-x}$作为。我们预测的临界温度Mn $_x$ Ga $_{1-x}$ N低于掺杂GaAs，尽管较强的最近邻铁磁耦合。我们还预测了空穴浓度的依赖关系。
2004-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Curie temperature in Ga(1-x)Mn(x)As/Ga(1-y)Al(y)As ferromagnetic heterostructures by Be modulation doping
在Ga（1-x）Mn（x）As/Ga（1-y）Al（y）As异质结和量子阱中研究了Be调制掺杂对Ga（1-x）Mn（x）As铁磁性质的影响。在Ga（1-y）Al（y）As势垒中引入Be受主，使Ga（1-x）Mn（x）As的居里温度TC从未掺杂的70 K提高到调制掺杂的100 K以上。这种增加是定性的载体介导的铁磁性的多频带平均场论模拟一致。一个重要的特征是T_C的增加只发生在那些在磁性层沉积之后引入调制掺杂的结构中，而不是在先生长Be掺杂层时。这种行为是预期从Mn间隙形成的费米能的值在生长过程中的强烈的敏感性。
2003-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Carbon-doped ZnO: A New Class of Room Temperature Dilute Magnetic Semiconductor
我们报道了碳掺杂ZnO的磁性。我们基于密度泛函理论的第一性原理计算预测，碳取代ZnO中的氧导致每个碳的磁矩为1.78 $μ_B$。理论预测得到了实验证实。用脉冲激光沉积法制备的不同碳浓度的掺碳ZnO薄膜具有铁磁性，居里温度高于400 K，基于薄膜中碳化物含量（$1.5 - 3.0 μ_B$/碳）测量的磁矩与理论预测一致。磁性是由于Zn离子和掺杂的C原子之间的成键耦合。磁电阻和反常霍尔效应的研究表明，掺杂薄膜是具有本征铁磁性的$n$型半导体。碳掺杂ZnO是一种很有前途的室温稀磁半导体，我们的工作为非金属掺杂制备稀磁半导体提供了可能。
2006-10-31 cond-mat.mtrl-sci
High temperature ferromagnetism in epitaxial monolayers of Co-doped Fe5GeTe2
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；IRIG-Spintec（IRIG自旋技术中心）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；IRIG-MEM（IRIG分子与材料物理研究所）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
研究利用分子束外延合成钴掺杂Fe5GeTe2，实现对其厚度和成分精确控制。多层和单层样品分别展现高于室温及约200K的铁磁性，通过特定方法确定钴掺杂位点并揭示居里温度升高机制，表明钴掺杂增强相邻铁原子磁矩及层内铁磁交换作用。
2026-07-08 cond-mat.mtrl-sci
High Temperature Molecular Magnetism Caused by pi-electrons: Copper Phthalocyanine Doped with Alkaline Metals
研究了碱金属掺杂酞菁铜（AxCuPc）的电子自旋共振谱. ESR谱的温度依赖性表明了铁磁行为。居里-外斯温度在30 ~ 115 K之间变化，取决于样品的化学计量比x。在温度略高于77 K时，多晶样品的一些颗粒被吸引到弱磁体上。所观察到的磁性是由酞菁阴离子在Eg双简并分子轨道上的未成对π电子引起的。所观察到的铁磁性可以理解的框架内的McConnell-2模型提出的有机铁磁性电荷转移复合物。AxCuPc的高温磁性被认为是不同价态酞菁分子阴离子之间双交换的Zener机制的结果。
2005-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, characterization and modeling of high quality ferromagnetic Cr-doped AlN thin films
我们报告的理论和实验研究铬掺杂氮化铝。密度泛函计算预测，孤立的Cr t2缺陷能级在AlN是1/3满，大约落在midgap，并扩大到杂质带的浓度超过5%。0.05 <= x <= 0.15的Al_（1-x）Cr_xN无规合金的居里温度超过600 K。在实验上，我们的特点和优化的分子束外延薄膜生长过程中，并观察到室温铁磁性与矫顽场，HC，为120奥斯特。磁化率的测量表明，超过33%的Cr是磁活性在室温和40%在低温下。
2002-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding theory of spin-spin interactions, Curie temperatures, and quantum Hall effects in topological (Hg,Cr)Te in comparison to non-topological (Zn,Cr)Te, and (Ga,Mn)N
本文扩展了含Cr²⁺和Mn³⁺离子半导体的p-d与d-d交换相互作用理论，纳入额外贡献并应用于拓扑与非拓扑材料，确定了居里温度、揭示自旋玻璃相成因，还证实倾斜磁场对观测Cr掺杂HgTe量子反常霍尔效应的必要性。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Absence of ferromagnetism in Mn- and Co-doped ZnO
在Mn和Co掺杂ZnO的铁磁性的理论预测之后，一些工作者报道了这些材料的薄膜和大块样品中的铁磁性。虽然有些人观察到室温铁磁性，但其他人在低温下发现磁化。然而，一些报道对Mn和Co掺杂的ZnO的磁性产生了相当大的怀疑。为了最终确定Mn和Co掺杂ZnO的性质，已通过乙酸盐固溶体的低温分解制备了掺杂浓度为6%和2%的样品。通过X射线衍射、EDAX和光谱方法对样品进行了表征，以确保掺杂剂是替代性的。所有Mn和Co掺杂的ZnO样品（在400摄氏度和500摄氏度下制备）都没有显示出铁磁性。相反，它们的磁性最好用居里-外斯型行为来描述。这些材料似乎不太可能用于自旋电子学，除非通过某种方式引入额外的载流子。
2004-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Glassy magnetic behavior in the metamagnetic DyAlO3 doped with Cr
研究了DyAl $_{0.926}$ Cr $_{0.074}$ O $_3$和DyAl O $_3$的磁性。我们发现这两种化合物都是反铁磁的，具有较低的Néel转变温度。在较高的温度下，磁特性表现出居里-外斯依赖性。当外加约2 T的磁场时，Néel温度消失，系统由反铁磁转变为弱铁磁。此外，在不同频率下，Cr掺杂化合物中的AC磁性测量显示出类似自旋玻璃的行为。这些转变进行了研究，并证实了比热测量。我们发现在掺杂有铬的化合物中存在变磁性和自旋玻璃，确定少量铬原子的添加改变了化合物DyAlO $_3$的磁性，从而导致诸如自旋玻璃样行为的新特征。
2013-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant Ferromagnetism in p-doped Monolayers of MoS2
利用密度泛函理论研究了在半导体MoS2的单分子膜中引入空穴到形成价带顶部的Mo 4d带中诱导杂质带铁磁性的可能性.一个大的面外各向异性被发现为未成对的自旋绑定到替代受体杂质V，Nb和Ta的铁磁耦合，但最短的分离。使用分离依赖的交换相互作用作为输入的Monte Carlo计算，我们估计作为杂质浓度的函数的有序温度。对于约9%的V杂质，居里温度超过160 K的预测。在短的分离，限制了订购温度的单重态形成的解释，我们建议如何可以规避。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic mechanism of high-temperature ferromagnetism in Fe, Mn, and Cr-doped InSb, InAs, and GaSb magnetic semiconductors
在最近的实验中，在铁磁半导体Fe掺杂的GaSb和InSb中报道了高于室温的高居里温度Tc，而在具有相同晶体结构的一些其他半导体（包括Fe掺杂的InAs和Mn掺杂的GaSb、InSb和InAs）中观察到20 K至90 K之间的低Tc。本文采用密度泛函理论和量子Monte Carlo方法，系统地研究了Fe，Mn，Cr掺杂GaSb，InSb，InAs磁性半导体的高温铁磁性起源。在稀释杂质极限下，计算表明，杂质Fe、Mn和Cr在相同的半导体中具有相似的磁关联。我们的结果表明，在这些实验中获得的高（低）Tc主要来自高（低）杂质浓度。此外，我们的计算预测Cr掺杂的InSb，InAs和GaSb的铁磁半导体，可能具有高的Tc。结果表明，（Ga，Fe）Sb和（In，Fe）Sb的高Tc不是由于载流子诱导机制，因为Fe ~（3+）不引入载流子。
2020-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Carrier dependent ferromagnetism in chromium doped topological insulator $Cr_{0.2}Bi_xSb_{1.8-x}Te_3$
近年来，有报道指出铬掺杂拓扑绝缘体$Bi_xSb_{2-x}Te_3$薄膜具有载流子无关的铁磁性，这一现象不能用稀磁半导体的电流理论来解释。为了研究它是否与拓扑绝缘体独特的表面态有关，我们研究了$Cr_{0.2}Bi_xSb_{1.8-x}Te_3$单晶的结构、磁性和输运特性。居里温度$T_c$，这是确定从磁化和异常霍尔效应测量的Arrott图，被发现是成比例的$p^{1/3}$，其中p是空穴密度。这一事实支持RKKY相互作用与平均场近似的方案。这种载流子密度依赖性使得在未来的科学研究和自旋电子学应用中能够通过施加栅极电压来调节和控制磁特性。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci
A new class of ferromagnetic semiconductors with high Curie temperatures
铁磁半导体具有半导体和铁磁体的性质和功能，为凝聚态物理的基础研究和器件应用提供了诱人的机会。然而，在过去的二十年中，受有影响力的平均场齐纳（MFZ）模型的启发，对各种FMS材料的深入研究未能实现具有高居里温度（Tc > 300 K）、与半导体电子学的良好兼容性以及优于其非磁性主体半导体的特性的可靠FMS。在这里，我们展示了一种新的n型Fe掺杂窄隙III-V FMS，（In，Fe）Sb，其中铁磁顺序是由电子载流子引起的，并且其Tc出乎意料地高，在适度的Fe浓度为16%时达到~335 K。此外，我们表明，通过利用大的异常霍尔效应的（In，Fe）Sb在室温下，它是可能的，以获得一个非常高的灵敏度，超过了最好的市售InSb霍尔传感器设备的霍尔传感器。我们的研究结果揭示了一个新的设计规则的FMS，是不期望从传统的MFZ模型。(This在JSAP春季会议上展示了工作，展示编号E15 a-501-2：https：//confit.atlas.jp/guide/event/jsap2017s/subject/15a-501-2/advanced）
2017-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Magnetic Interaction Due to Clustering in Doped Transition-Metal Dichalcogenides: A Case Study of Mn, V, Fe-Doped $\rm WSe_2$
The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Imec；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Universiteit Antwerpen（安特卫普大学）；University of Notre Dame（圣母大学）
研究掺杂WSe₂中磁性相互作用受掺杂剂聚集的影响，通过理论计算和模拟揭示聚集对磁序和居里温度的影响，发现聚集降低磁相互作用，需控制掺杂分布以优化性能。
2023-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced annealing, high Curie temperature and low-voltage gating in (Ga,Mn)As: A surface oxide control study
(Ga As和相关的稀磁半导体在自旋电子学研究中发挥着重要作用，因为它们具有将铁磁性和半导体性质结合在一个物理系统中的潜力。铁磁性需要约1-10%的替代Mn_Ga。在这些高掺杂下生长期间形成的无意缺陷显著抑制居里温度。我们目前的实验中，通过蚀刻的（Ga，Mn）As表面氧化物，我们实现了显着减少退火时间所需的优化生长后的铁磁膜，并报告居里温度为180 K在约8%的Mn_Ga。我们的研究阐明了控制去除最有害的，间隙锰缺陷的机制。高度掺杂的（Ga，Mn）As半导体的电选通的限制和效用尚未建立;到目前为止，已经证明了在顶栅场效应晶体管结构上施加数十伏的电场对磁化的影响。在本文的第二部分中，我们提出了一个背栅，n-GaAs/AlAs/GaMnAs晶体管工作在几伏。受（Ga，Mn）As薄膜腐蚀研究的启发，我们采用氧化腐蚀/再氧化工艺来减小（Ga，Mn）As薄膜的厚度（载流子的平均密度），并观察到选通效率的大幅度提高。我们报告了一系列各向异性磁电阻测量的门控自旋电子学特性。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Rare-earth/transition-metal magnetic interactions in pristine and (Ni,Fe)-doped YCo5 and GdCo5
我们提出了一个调查的内禀磁性的化合物YCo 5和GdCo 5，成员的RETM 5类永磁体（RE =稀土，TM =过渡金属）。聚焦于Y和Gd提供了对TM磁化和RE-TM相互作用的直接洞察，而没有强晶场效应的复杂性。我们使用光学浮区技术合成了YCo 5和GdCo 5单晶，并测量了液氦温度至800 K的磁化强度。这些测量解释通过计算的基础上的格林函数制定的密度泛函理论，治疗的热无序的本地磁矩内的相干势近似。GdCo 5的磁化强度随温度的上升被证明是由于Gd的磁矩的反铁磁排列的Co子晶格相比，从一个更快的无序。我们使用的计算来分析不同的居里温度的化合物，并比较分子（外）场在RE网站与以前发表的中子散射实验。为了进一步了解RE-TM相互作用，我们在TM位点上进行替代掺杂，研究化合物RECo4.5Ni0.5，RECo4Ni和RECo4.5Fe0.5。我们的计算和粉末样品的实验发现，增加/减少的磁化与Fe/Ni掺杂，分别。计算进一步揭示了一个显着的依赖于掺杂原子的位置的居里温度和外斯场在RE网站。
2017-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Bound Magnetic Polaron and p-d exchange interaction in Co-doped 3C-SiC
束缚磁极化子（BMP）在掺杂宽禁带半导体中起着重要的作用。我们报道了支持极化子磁性的实验证据以及缺陷对极化子磁性的影响.温度变化的电子顺磁共振研究表明，钴的价态为2+，它在体系中的最近环境本质上是畸变四面体.在所有掺杂的[Co（1，3，5）%掺杂的3C-SiC]样品中都发现了室温铁磁性。测得样品的居里温度TC均在800 K以上。用Jiles-Atherton模型分析了等温磁化曲线，确定了畴壁钉扎的强度。各向异性常数的温度变化是使用接近饱和定律（LAS）确定的，该定律随温度的升高而减小。对磁相互作用进行了定量分析，并用BMP模型解释了这一结果，认为磁相互作用可能是Co ~（2+）离子与相应的（Si，C）缺陷交换作用的结果。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Fine Structure in the Electron-Hole Plasma in SrB6
碱土金属六硼化物中的电子-空穴混合诱导的精细结构导致较低的能量（温度）尺度，因此比它们的掺杂对应物（即Ca（1-x）La（x）B（6），x=0.005）更强的激子不稳定性趋势，所述掺杂对应物是高居里温度、小磁矩铁磁体。费米表面和光谱分布与德哈斯-范阿尔芬（dHvA），光学，运输和隧道数据的比较表明，SrB 6仍然是一个费米子半金属（至少）5 K，而不是形成激子凝聚体。掺杂体系的居里温度高于简并温度。
2000-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism at 300 K in spin-coated films of Co doped anatase and rutile TiO2
以金属有机物为前驱体，采用旋涂法在蓝宝石衬底上制备了Ti_（1-x）Co_xO_2（x = 0和0.03）薄膜。当在空气中分别在550和700 ℃下热处理时，这些薄膜呈现出纯的金红石和金红石结构，这两种结构都由X射线衍射和拉曼光谱所示。光吸收表示在可见光区域中的高透明度。这种薄膜在300 K时表现出非常小的磁矩。而在真空度为1 × 10~（-5）Torr、温度为500 ℃和600 ℃的条件下退火后，金红石薄膜在300 K时的磁矩明显增强，分别达到0.36 B/Co和0.68 B/Co。这些样品的铁磁居里温度均在350 K以上。
2004-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance study of free hole contribution to magnetization and magnetic anisotropy in modulation-doped Ga$_{1 - x}$Mn$_{x}$As/Ga$_{1 - y}$Al$_{y}$As:Be
用铁磁共振（FMR）方法研究了Ga $_{1 - x}$ Mn $_{x}$ As/Ga $_{1 - y}$ Al $_{y}$ As系列异质结构中Ga Mn As的磁各向异性。铁磁共振实验提供了一个直接测量立方和单轴磁各向异性场，以及它们对掺杂水平的依赖性。据发现，掺杂的增加-除了提高居里温度的Ga $_{1 - x}$ Mn $_{x}$ As层-也导致其单轴各向异性场的非常显着的增加。FMR测量进一步表明Ga $_{1 - x}$ Mn $_{x}$ As的有效$g$因子也受到掺杂的强烈影响。这又提供了自由空穴磁化对Ga $_{1 - x}$ Mn $_{x}$ As系统整体磁化的贡献的直接测量。
2004-07-14 cond-mat.mtrl-sci
