Long range antiferromagnetic order in a rocksalt high entropy oxide
Junjie Zhang, Jiaqiang Yan, S. Calder, Qiang Zheng, Michael A. McGuire, D. L. Abernathy, Yang Ren, Saul H. Lapidus, Katharine Page, Hong Zheng, J. W. Freeland, … 展开作者
Junjie Zhang, Jiaqiang Yan, S. Calder, Qiang Zheng, Michael A. McGuire, D. L. Abernathy, Yang Ren, Saul H. Lapidus, Katharine Page, Hong Zheng, J. W. Freeland, John D. Budai, Raphael P. Hermann
备注：
13 pages, 4 figures, supplemental material is upon request
We report for the first time the magnetic structure of the high entropy oxide $(Mg_{0.2}Co_{0.2}Ni_{0.2}Cu_{0.2}Zn_{0.2})O$ using neutron powder diffraction. This material exhibits a sluggish magnetic transition but possesses a long-range ordered antiferromagnetic ground state, as revealed by DC and AC magnetic susceptibility, elastic and inelastic neutron scattering measurements. The magnetic propagation wavevector is k=(1/2, 1/2, 1/2) based on the cubic structure Fm-3m, and the magnetic structure consists of ferromagnetic sheets in the (111) planes with spins antiparallel between two neighboring planes. Inelastic neutron scattering reveals strong magnetic excitations at 100 K that survive up to room temperature. This work demonstrates that entropy-stabilized oxides represent a unique platform to study long range magnetic order with extreme chemical disorder.
Coupling Lattice Distortion and Cation Disorder to Control Li-ion Transport in Cation-Disordered Rocksalt Oxides
School of Materials Science and Engineering, Peking University（北京大学材料科学与工程学院）；Zhejiang Key Laboratory of All-Solid-State Battery, Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学全固态电池浙江省重点实验室）；Beijing Key Laboratory of Theory and Technology for Advanced Batteries Materials, Peking University（北京大学先进电池材料理论与技术北京市重点实验室）
Visualizing Crystallization Dynamics and Transformation Pathways of Disordered Rocksalt Oxides During Thermally Activated Sol-Gel Synthesis
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS), Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM)（巴西同步辐射光源实验室（LNLS），巴西能源与材料研究中心（CNPEM））；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
尽管几十年的努力，实现$p$型导电性的宽带隙ZnO在其基态纤锌矿结构仍然是一个挑战。在这里，我们详细介绍了如何$p$型氧化锌可以实现在亚稳态，高压岩盐相（也宽隙）与锂作为外部掺杂剂。利用现代第一性原理缺陷理论，我们预测锂掺杂岩盐相$p$型优先取代锌，并引入浅受主能级。补偿施主如间隙Li和/或氢（普遍存在于纤锌矿相中）的形成受到岩盐结构的紧密堆积性质的抑制，岩盐结构还表现出促进低空穴有效质量和空穴离域的相对高的绝对价带边缘。在富O合成条件下，预测所得的自由空穴浓度超过$\sim10^{19}$ cm $^{-3}$，而在贫O条件下，系统保持$n$型可掺杂。除了揭示令人信服的机会，在实现长期寻求的$p$型ZnO的亚稳态岩盐结构，我们的研究结果提出了多态性作为一个有前途的路线，克服强掺杂不对称的宽带隙氧化物。
Novel electronic structure induced by a highly strained oxide interface with incommensurate crystal fields
用角分辨光电子能谱研究了错配氧化物Bi $_{2}$ Ba $_{1.3}$ K $_{0.6}$ Co $_{2.1}$ O $_{y}$，它由岩盐结构的[Bi O/BaO]层和六方CoO $_{2}$层交替组成.首次揭示了这种高应变氧化物界面的详细电子结构。我们发现，在两个无公度的晶场作用下，电子被限制在界面的两侧，并从另一侧受到晶场的umklapp散射。此外，岩盐层上的高应变提高了其化学势，并诱导大的电荷转移到CoO $_{2}$层。此外，还发现了一种新的界面效应，即界面上电子-声子相互作用的增强。这些电子性质的发现为设计未来的功能氧化物界面奠定了基础。
Antiferromagnetism in a nanocrystalline high entropy oxide (Co,Cu,Mg,Ni,Zn)O : Magnetic constituents and surface anisotropy leading to lattice distortion
Valence state and lattice incorporation of Ni in Zn/Co-based magnetic oxides
研究了Ni在Zn/Co基磁性氧化物中的掺入，以阐明其价态和晶格掺入。由此产生的结构和磁性能进行了详细研究。一方面，Ni通过内扩散以及反应磁控共溅射结合在纤锌矿ZnO中，其中只有Ni扩散的ZnO表现出显著的导电性。这是由Ni和Co共掺杂的ZnO主导的补充。另一方面，ZnCo $_2$ O $_4$尖晶石共掺杂有不同量的Ni。在纤锌矿氧化物中，仅在四面体晶格位点上发现Ni以其正式2+氧化态作为深施主。它表现为各向异性顺磁体，Ni的固溶度为10%左右，由于磁矩较小，反铁磁耦合导致Co的磁矩部分失补偿。在尖晶石镍被发现被纳入在其正式的3+氧化态的八面体网站和反铁磁性耦合到Co的时刻再次导致磁补偿，否则反铁磁性ZnCo $_2$ O $_4$尖晶石和亚铁磁性在较高的镍浓度。增加Ni甚至进一步导致立方NiO的相分离，从而导致交换偏置的复合磁性氧化物。
Imaging Antiferromagnetic Domains in Nickel-oxide Thin Films by Magneto-optical Voigt Effect
Fudan University（复旦大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）；Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Zhangjiang Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海同步辐射光源张江实验室）；Oakland University（奥克兰大学）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
Evaluation of Neel temperatures from fully self-consistent broken-symmetry GW and high-temperature expansion: application to cubic transition-metal oxides
Perovskite oxide heterojunction for Rashba-Dresselhaus assisted antiferromagnetic spintronics
实现基于反铁磁自旋电子学新兴原理的技术的一个主要障碍是缺乏合适的材料。在本文中，我们提出了一种设计的极|钙钛矿氧化物的非极性异质结构，其中SrIrO 3的单个晶胞夹在LaAl O 3的薄膜和SrTiO 3的基底之间。在密度泛函理论+ Hubbard U +自旋轨道耦合的框架下，我们的计算揭示了一个二维导电层，在界面处有电子和空穴口袋，表现出强烈的各向异性Rashba-Dresselhaus效应以及非共线反铁磁性，表明实现自旋轨道矩的可能性。各向异性Rashba-Dresselhaus效应的一个有洞察力的物理模型很好地解释了我们的结果，提供了Rashba-Dresselhaus系数的估计并说明了赝自旋方向。我们还观察到Ti 3d空带的邻近诱导的突出Rashba样效应。我们的结果表明，异质结构可能具有反铁磁自旋电子学的基本成分，值得实验验证。
Large Scale Structure Prediction of Near-Stoichiometric Magnesium Oxide Based on a Machine-Learned Interatomic Potential: Novel Crystalline Phases and Oxygen-Vacancy Ordering
利用快速准确的神经网络势，我们能够用最小跳跃方法系统地探索大块氧化镁的大晶胞的能量景观。该潜力的训练重点是近化学计量组成，特别是低氧化物，即，Mg $_x$ O $_{1-x}$与$0.50<x<0.60$。我们广泛的探索表明，对于散装化学计量的化合物，有几个新的低能量岩盐状结构，其中Mg原子是八面体六配位的，并形成具有不同堆叠顺序的三角棱柱图案。此外，对于$x$的每种组成，我们发现了Mg $_x$ O $_{1-x}$的新型非化学计量晶相的密集光谱。这些结构大多类似于具有八面体配位和五配位Mg原子的岩盐结构。由于去除了一个氧原子，能量景观变得更像玻璃，具有氧空位型结构，它们在能量上彼此非常接近。对于相同数量的镁和氧原子，如果空位沿着线或平面排列，则我们的缺氧结构的能量低于具有随机分布的氧空位的岩盐结构。我们还发现了假定的全球最低配置的非化学计量的低氧化物结构的每个组合物。这些结构主要由岩盐结构的（111）板片组成，其在顶部和底部用Mg原子终止，并且沿着$z$方向以不同的顺序堆叠。与其他Magnéli型相一样，这些结构具有与其化学计量对应物显著不同的性质，例如低晶格热导率和高电导率。
Effects of hydrostatic pressure on the magnetic susceptibility of ruthenium oxide Sr3Ru2O7: Evidence for pressure-enhanced antiferromagnetic instability
Spin dynamics and a nearly continuous magnetic phase transition in an entropy-stabilized oxide antiferromagnet
利用μ子自旋弛豫（$μ$ SR）和非弹性中子散射研究了反铁磁熵稳定氧化物（Mg $_{0.2}$ Co $_{0.2}$ Ni $_{0.2}$ Cu $_{0.2}$ Zn $_{0.2}$）O（MgO-ESO）的磁序和自旋动力学.我们发现，反铁磁有序逐渐发展的样品体积，因为它是冷却到140 K以下，成为完全有序的100 K左右。自旋动力学在相变附近出现临界减速，磁序参量在有序态连续增长。这些结果表明，反铁磁转变是连续的，但进行高斯分布的有序温度。由非弹性中子散射确定的比热的磁贡献同样显示出以120 K为中心的宽特征。高分辨率非弹性中子散射进一步揭示了在低温下的初始间隙谱，其在加热直到有序温度时看到准弹性贡献的增加。
Magnetic properties of exchange biased and of unbiased oxide/permalloy thin layers: a ferromagnetic resonance and Brillouin scattering study
微带铁磁共振和布里渊散射是用来提供一个比较确定薄坡莫合金层的磁性参数与非磁性（Al 2 O 3）或与反铁磁氧化物（NiO）。结果表明，垂直各向异性监测的界面表面能项，这是实际上独立的界面的性质。在厚度（5-25 nm）的调查间隔的饱和磁化强度没有显着不同，从报告的散装坡莫合金。面内单轴各向异性和交换偏置各向异性也来自于动态磁激发的研究，并与我们使用常规磁力测量的独立评估进行了比较
Exceptional sign changes of the non-local spin Seebeck effect in antiferromagnetic hematite
基于纯磁振子自旋电流在反铁磁绝缘体材料中传播的低功率自旋电子器件提供了优于铁磁组件的几个明显优点，包括更高频率的磁振子和抗干扰外部磁场的稳定性。在这项工作中，我们利用铁氧化物的绝缘反铁磁相，赤铁矿$α$ -Fe $_2$ O $_3$来研究热产生的磁振子自旋电流的长距离输运。我们报告的自旋Seebeck效应产生的磁振子的激发，平行和垂直于反铁磁易轴下施加的磁场运输。利用原子的赤铁矿玩具模型，我们计算了输运特性的反铁磁有序的偏离平衡下施加的电场。我们解决的作用的磁序参量的运输，实验中，我们发现显着的热自旋运输，而不需要一个净磁化。
Long Range Antiferromagnetic Ordering in the S = 1/2 Ordered Rock Salt Oxide, Li5OsO6: Comparison with the Isoelectronicand Isostructural Spin Glass, Li4MgReO6
