Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Doped Topological Insulators and Ferromagnetic Spin-Gapless Semiconductors -- A Perspective Review
量子反常霍尔效应是电子学/自旋电子学输运应用中的无耗散手征边缘态的标志，可以在具有大自旋轨道耦合和强内禀磁化的材料中实现。在Halfman开创性的提议之后，已经提出了几种模型来控制/增强自旋轨道耦合和内禀磁交换相互作用。本文在简要介绍了无脊椎费米子的Halfton模型之后，重点讨论了以下三种基本的量子反常Hall模型：（i）磁掺杂拓扑绝缘体（Bi，Sb）2 Te 3薄膜的低能有效四带模型，（ii）磁性吸附原子的石墨烯的四带紧束缚模型，和（iii）具有蜂窝（kagome）晶格的铁磁自旋无隙半导体的两（三）带自旋紧束缚模型，其中基态是本征铁磁的。这些模型涵盖了二维Dirac材料中的无自旋、有自旋和自旋简并的Dirac点，其中各种质量项打开带隙并导致量子反常霍尔效应。重点讨论了铁磁交换作用驱动的拓扑相变及其与自旋轨道耦合的相互作用，讨论了对质量项性质的各种对称性约束以及这些模型的具体化。我们希望这项研究将有助于阐明量子反常霍尔材料的基本理论观点。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Model Hamiltonian parameters for half-metallic ferromagnets NiMnSb and CrO2
使用最近开发的N阶松饼锡轨道（NMTO）的基础上向下折叠技术，我们重新审视半金属铁磁体，半Heusler NiMnSb和金红石CrO 2的电子性质。构造了Mn-d和Cr-t2 g流形的NMTO Wannier轨道，讨论了化学成键机制.有效跳跃哈密顿参数的计算使用NMTO下折基组。我们提出了模型的哈密顿参数，可能是最小的基集的半金属铁磁合金。
2006-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-metallic ferromagnetism induced by dynamic electron correlations in VAs
采用密度泛函和动力学平均场论相结合的方法，研究了锌-砷化合物的电子结构。相反的预测的铁磁半导体基态通过密度泛函计算得到的，动力学相关诱导关闭的间隙，并产生半金属铁磁态。这些结果强调了动态相关性在自旋电子学材料中的重要性。
2006-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of anomalous single-magnon scattering in half-metallic ferromagnets by chemical pressure control
在控制单电子带宽W的条件下，测量了典型半金属铁磁体R_0.6Sr_0.4MnO_3的电阻率和比热随温度的变化。我们发现了电阻率的温度标度从T^2（R = La和Nd）到T^3（R = Sm）的变化，并根据半金属系统中的异常单磁振子散射（AMS）过程解释了T^3定律。
2000-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-1 Dirac half-metal, spin-gapless semiconductor, and spin-polarized massive Dirac dispersion in transition metal dihalide monolayers
自旋-1凝聚态系统的特点是结合了Dirac-like色散和平坦能带，是实现高温电子学和自旋电子学技术在没有外部磁场的理想选择。在这项研究中，我们提出了一个三带紧束缚模型，自旋极化Haldane类次近邻隧穿，骰子晶格和自旋-1狄拉克半金属，自旋-1狄拉克自旋无隙半导体，自旋极化自旋-1质量狄拉克色散与非平凡拓扑结构可以存在于二维铁磁凝聚物质系统中的电子自旋极化P = 1。所提出的自旋极化自旋1相可以有效地实现在铁磁过渡金属二卤化物MX2单分子膜。通过第一性原理计算，我们证明了当M = Fe，X = Br，Cl时，小的压应变使MX2单层膜成为自旋为1的Dirac半金属，而当M = Co，X = Br，Cl时，MX2单层膜成为自旋为1的Dirac无带隙半导体.自旋一狄拉克无自旋带隙半导体CoBr 2和CoCl 2嵌入平带铁磁性，其中自旋轨道耦合在分散价态和导带之间打开拓扑非平凡狄拉克带隙，同时使平带不受影响。自旋极化的自旋1质量狄拉克色散中的内禀平带铁磁性是实现量子反常霍尔态（Chern数C =-2）的关键。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hidden Orbital Liquid State Within Ferromagnetically Ordered Metallic SrRuO3
我们已经在实验中发现了相关的异常电阻率，直流和交流磁化率，出现在铁磁有序状态的SrRuO 3。在这种情况下，缺乏Jahn-Teller畸变排除了传统的轨道顺序，迫使人们描述这些方面的轨道液体基态与铁磁自旋顺序共存。我们认为，弱自旋轨道耦合在这样一个不寻常的状态下所观察到的异常。
2008-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin polarized tunneling in the half-metallic ferromagnet La0.7Sr0.3MnO3: experiment and theory
在铁磁转变温度以下，多晶庞磁电阻化合物的磁电阻（MR）表现出不同于单晶的行为。这种差异通常归因于多晶样品的晶界处的自旋极化隧穿。本文在平均场近似下，导出了颗粒铁磁系统中自旋极化隧穿对磁电阻贡献的理论表达式。我们将此模型应用到我们的实验数据上的半金属铁磁体La 0.7Sr 0.3MnO 3，并发现，理论预测符合得很好，与观察到的自旋极化MR对自发磁化强度的依赖性。
1998-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fabrication of half metallicity in a ferromagnetic metal
我们采用最先进的全势线性缀加平面波方法研究了铁磁材料中半金属相的生长。为了解决这个问题，我们在SrRuO 3中的Ru-位点取代了Ti，其中SrRuO 3是铁磁材料。计算结果建立Ti4+价态（类似于SrTiO 3），这是实验预测。因此，Ti取代稀释了Ru-O-Ru连接性，这在计算结果中表现为显著的带变窄的形式，导致t2 g和eg带之间的有限间隙。在75%的取代度下，在费米能级上出现了一个大的能隙（> 2 eV），上自旋态密度在eF处有贡献，而下自旋态在eF处有贡献，表明系统为半金属铁磁体。可以通过调整Ti浓度来明智地定制t2 g-eg间隙以使热效应最小化，热效应通常是在其他材料中在升高的温度下实现高自旋极化的主要瓶颈。因此，这项研究提供了一种新颖而简单的方法来制造半金属性的铁磁材料，这是基于自旋的技术的潜在候选者。
2007-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism with in-plane magnetization, Dirac spin-gapless semiconducting property, and tunable topological states in two-dimensional rare-earth-metal dinitrides
随着层状结构MoN 2/ReN 2单晶体的成功合成，过渡金属二氮化物材料近年来受到了广泛的关注。在这里，我们专注于稀土金属（Rem）元素，并提出了7个稳定的Rem二氮化物单分子膜与1 T结构，即1 T-RemN 2。这些单层具有铁磁基态，具有面内磁化。在没有自旋轨道耦合（SOC）效应的情况下，能带结构是自旋极化的，狄拉克点位于费米能级。值得注意的是，1 T-LuN 2单层在xy平面中显示出具有面内磁化的各向同性磁各向异性能量，表明磁化方向易于调谐。在xy平面上旋转磁化强度矢量时，该模型能准确描述SOC带隙的变化，并出现两种具有可调性质的拓扑态（类Weyl半金属态和Chern绝缘体态）.类Weyl半金属态是两个Chern绝缘体态之间的临界点，具有相反的Chern数符号。大的非平凡的带隙（高达60.3 meV）和Weyl类半金属态是有前途的自旋电子器件的应用。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Beyond conventional half-metals: gapless states and spin gapless semiconducting behavior in X$_2$MnGa (X = Ti, Ir) Heusler compounds
本文利用DFT+U方法研究X2MnGa（X=Ti, Ir）Heusler合金，发现Ti2MnGa在XA型中呈现自旋无能隙半导体行为，Ir2MnGa在L21型中呈现无能隙半金属性，揭示了结构相变对电子性质的可调性及其在自旋电子学器件中的应用潜力。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism and the spin polarization in CrO$_2$
我们提出了结合局域和非局域多体关联效应的半金属铁磁体CrO $_2$的电子结构计算。低温动力学平均场论的结果表明，在共振散射实验中，在费米能级附近观察到了几乎无电流的少数自旋态，即非准粒子态的存在.在零温度下，变分簇方法计算支持半金属性质的氧化铬$_2$超导点接触光谱。这两种技术的结合使我们能够定性地描述自旋极化在氧化铬$_2$。
2007-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
K$_2$Cr$_8$O$_{16}$ predicted as a half-metallic ferromagnet: Scenario for a metal-insulator transition
基于第一性原理的电子结构计算，我们预测了铬氧化物KPDMATHABMM Cr $_8$ O $_{16}$是一种半金属铁磁体，其费米能级只穿过多数自旋带，而少数自旋带具有半导体带隙.我们表明，双交换机制是负责所观察到的饱和铁磁性。我们讨论了在低温下观察到的金属-绝缘体转变的可能情况，我们认为，由费米面嵌套引起的无自旋费米子的无公度，长波长密度波的形成可能是电荷间隙的开放的起源。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Infuence of correlation effects on the of magneto-optical properties of half-metallic ferromagnet NiMnSb
在局域自旋密度近似（LSDA）和动力学平均场论（DMFT）的框架下计算了NiMnSb的磁光光谱。与基于普通LSDA的结果相比，通过DMFT的多体关联的额外帐户的结果在相应的实验数据与相应的克尔旋转和椭圆率的理论谱的一致性明显改善。
2006-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Re-examination of half-metallic ferromagnetism for doped LaMnO3 in quasiparticle self-consistent $GW$ method
我们应用准粒子自洽$GW$（\qsgw）方法对立方虚晶合金La $_{1-x}$ Ba $_x$ MnO $_3$ %（LBMO）作为巨磁阻钙钛矿锰氧化物的理论代表。在\qsgw \预测它作为一个全极化的半金属铁磁体的$x$和晶格常数的宽范围。计算的态密度和介电函数与实验结果一致。与此相反，计算的自旋波的能量与实验相比非常低。这既不受菱面体变形的影响，也不受\qsgw方法中固有缺陷的影响。因此，我们最后得到一个猜想，即与扬-特勒畸变有关的声子与自旋波的杂化应该比人们迄今所认为的更强。
2009-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism in half-metallic CoS_2
利用线性化Muffin-tin轨道（LMTO）能带方法研究了黄铁矿型CoS_2的电子和磁性。我们得到了接近半金属性质的铁磁基态。用固定自旋矩方法研究了半金属稳定性。在局域自旋密度近似（LSDA）下，得到Co 3d电子不可忽略的轨道磁矩为$μ_L = 0.06 μ_B$.计算得到的轨道角动量与自旋角动量之比<L_z >f < S_z >= 0.15与实验结果一致。用LSDA + U方法研究了Co 3d电子间的库仑关联效应。Co位的库仑相关性不大，为$U \lesssim 1$ eV，因此CoS_2可能属于巡游铁磁体。发现LSDA比LSDA + U能更好地描述CoS_2的电子和磁性。
2000-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanisms and origins of half-metallic ferromagnetism in CrO2
在化学计量的过渡金属氧化物中，二氧化铬（CrO2）提供了一个罕见的金属铁磁性的例子。使它更引人注目的是半金属电子结构。CrO2被广泛应用于磁记录领域，被认为是一种很有前途的自旋电子材料。然而，关键问题是"为什么它是铁磁性的？尽管普遍对CrO2的问题和实际重要性感兴趣，但在很大程度上仍然没有答案。在目前的工作中，我们挑战这个问题相结合的第一性原理电子结构计算模型哈密顿方法和现代多体方法治疗电子相关性。我们的分析表明，这个问题确实是非常重要的：乍一看，CrO2的铁磁性可以很容易地解释由洪德规则相关的交换过程中的窄t2g带。然而，在动力学平均场论的框架中严格处理的电子关联倾向于使这种状态不稳定。如果除了t2 g带的常规动能变化之外，考虑到其他机制，包括氧带的直接交换和磁极化，铁磁性重新出现。我们将展示如何使用第一性原理电子结构计算来评估所有这些贡献。我们的结果解释了铁磁态的整体稳定性，并为理解CrO2的磁性提供了坚实的微观基础。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proposal for a spin MOSFET based on spin gapless semiconductors
我们提出了一种自旋金属氧化物半导体场效应晶体管（自旋MOSFET），其中自旋无隙半导体（SGS）构成的沟道和漏极是铁磁金属。SGS仅在一个自旋子带中表现出非零带隙，并且在有限温度下具有完全的自旋极化。我们提出了一个分析模型的设备和评论相关的设备应用程序的属性。我们的研究结果推动SGS作为自旋MOSFET概念的新范例。
2016-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnons in Ferromagnetic Metallic Manganites
铁磁锰氧化物是一种半金属氧化物，具有特殊的研究意义，不仅因为它是经典双交换作用机制的实验场，而且还因为它是一个特殊的涌现现象的舞台。这些涌现的现象与电荷、自旋、轨道和晶格之间强相互作用的复杂性有关。本文着重介绍了利用非弹性中子散射研究这类FM金属材料的自旋动力学，主要是磁振子激发。特别是，我们讨论了不寻常的磁振子软化和阻尼附近的布里渊区边界在相对窄带化合物具有较强的Jahn-Teller晶格畸变和电荷/轨道相关。这些化合物中磁振子的反常行为表明了涉及自旋、晶格以及轨道自由度的合作激发的可能性。
2007-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced strange metal phase in a metallic kagome ferromagnet
本文通过高压电输运和磁化测量发现笼目铁磁体CrNiAs在铁磁量子临界点以上出现奇异金属相，磁场可恢复费米液体，并结合电子结构计算揭示弱色散能带可能是其T线性电阻的起源。
2025-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New Mechanism for Strongly Bound Excitons in Gapless Two-Dimensional Structures
常识认为，束缚激子不能在高维（d>1）金属结构中形成，因为它们具有压倒性的屏蔽和不可避免的与附近连续带的共振。引人注目的是，我们在这里说明，这种普遍的假设是不完全正确的。一个被忽视的关键因素是阻碍共振形成的可行的退相干。作为这种一般机制的一个例子，我们专注于实验相关的材料和预测束缚激子在扭曲的双层石墨烯，这是一个二维的无隙结构，表现出金属屏蔽。第一性原理模拟计算的结合能是惊人的大。低能有效模型表明，这些束缚态是由两个子带共振激子之间独特的破坏性相干产生的。特别是，这种破坏性的相干效应对屏蔽和维度不敏感，因此可以作为在各种金属结构中产生束缚激子的一般机制而存在，为基于金属结构的激子应用打开了大门。
2014-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection based on the spin gapless semiconductor(SGS)/semiconductor heterostructures
基于传统铁磁体（或半金属铁磁体）/半导体的自旋注入效率由于电导失配而受到Schmidt障碍的极大限制，本文提出用无自旋带隙半导体代替金属注入器可以在保持高自旋极化的同时显著降低电导失配。通过基于超晶格结构的第一性原理计算，研究了Mn_2CoAl/半导体自旋注入器方案的代表性体系。结果表明，（100）界面的Mn_2CoAl/Fe_2VAl和（110）界面的Mn_2CoAl/GaAs体系在界面处保持了较高的自旋极化，后者有望具有较长的自旋扩散长度。继承自Mn 2CoAl的自旋无隙特征，在两个系统中的多数自旋DOS中观察到费米能级周围的明显下降，表明低密度载流子的快速传输。
2014-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Itinerant spin polaron and metallic ferromagnetism in semiconductor moiré superlattices
理论上预测半导体莫尔超晶格的莫特绝缘体在窄莫尔能带半填充上下掺杂时分别存在巡游自旋极化子与金属铁磁性，且自旋极化子可通过电荷隙随磁场依赖关系的扭折直接识别。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-metallic ferromagnetism in transition-metal doped germanium nitride: A first-principles study
采用第一性原理计算研究了过渡金属掺杂的$β$ -Ge_3 N_4的电磁性质。结果表明，替位式过渡金属杂质有团簇的倾向。V和Cr掺杂的Ge_3 N_4化合物为铁磁半导体，Mn和Fe掺杂的化合物为半金属铁磁半导体。
2010-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of the stripline ferromagnetic resonance response of metallic ferromagnetic films based on an analytical model
我们开发了一个先进的分析模型计算宽带带状线铁磁共振（FMR）响应的金属铁磁薄膜，考虑到交换相互作用以及交换边界条件在膜表面。这种方法导致在傅立叶空间中的简单的解析表达式。因此，实现这些方程的逆傅立叶变换的数值代码是非常快的。这使我们能够探索一个广泛的空间的参数作为应用这个理论的数值例子。特别是，我们调查的微波涡流屏蔽和磁化钉扎在铁磁薄膜表面上的带状线FMR响应的薄膜的形状的联合效果。
2016-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Stable half-metallic ferromagnetism in nonstoichiometric cubic binary chromium chalcogenides
通过系统的第一性原理计算，我们发现三种非化学计量的立方二元铬硫族化合物，即Cr3S4，Cr3Se4和Cr3Te4，是稳定的半金属铁磁体，具有宽的半金属带隙.我们优化了它们的结构，然后计算了它们的磁矩、电子结构、形成热和弹性模量，并研究了它们的结构稳定性和铁磁性对反铁磁涨落的鲁棒性。我们的计算结果表明，这三个硫钒酸盐相是结构稳定和铁磁鲁棒性，因此可以实现外延薄膜。我们将其结构和铁磁稳定性以及较好的半金属性归因于其特殊的有效Cr价2.667+。这些发现将为更多与当前半导体技术兼容的高性能自旋电子材料打开大门。
2009-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Robust half-metallic ferromagnet of cubic VGe3Si4
为了寻找与GeSi半导体相容的半金属铁磁体，我们采用最先进的密度泛函理论方法研究立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$。在考虑不同磁序的情况下对其晶体结构进行优化后，发现铁磁结构为基态相，并对其稳定性进行了研究，然后用改进的方法研究了其自旋分辨电子结构。我们的计算结果表明，立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$是一个半金属铁磁体与半金属间隙350 meV，它是结构稳定的变形和抗反铁磁波动的磁鲁棒性。这些结果使我们相信立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$可以很快合成出性能良好的薄膜并应用于实际的自旋电子器件中。
2010-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Ferromagnetic Half-Metallic Janus V2AsP Monolayer
二维铁磁材料是自旋电子器件的理想材料，而在费米能级上具有100%自旋极化的半金属材料是自旋电子器件的理想材料。二维Janus材料由于其对称性破缺而表现出的优异性质，近年来引起了人们的极大关注。在这里，使用密度泛函理论，我们报告说，Janus V2 AsP单层表现出迷人的铁磁半金属功能。由于没有虚频声子，它是动态稳定的。半金属带隙为0.38eV，自旋分裂为1.34eV。有趣的是，4.9%的拉伸应变可以诱导它经历从铁磁到反铁磁状态的相变。此外，居里温度（Tc）随着压缩应变的增加而提高。所有这些吸引人的性质使得半金属Janus V2 AsP单层成为二维自旋电子学应用的有前途的材料。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism and structural stability of zincblende phases of the transition-metal chalcogenides
采用精确的密度泛函方法系统地研究了3d过渡金属硫族化合物的半金属铁磁性和锌尖晶石相的稳定性。锌系的CrTe、CrSe和VTe相是优良的半金属铁磁体，具有较大的半金属带隙（高达0.88 eV）。它们是机械稳定的，并且每分子式单位的总能量比相应的砷化镍基态相高约0.31-0.53 eV，因此将以足够厚的膜和层的形式外延生长以用于自旋电子学应用。
2003-08-23 cond-mat.mtrl-sci
New spin injection scheme based on spin gapless semiconductors: A first-principles study
基于常规和/或半金属铁磁体/半导体的自旋注入效率由于电导失配而受到施密特障碍的极大限制，本文提出用无自旋带隙半导体代替金属注入器可以显著降低电导失配，从而提高自旋注入效率。通过基于超晶格结构的第一性原理计算，研究了Mn_2CoAl/半导体自旋注入器方案的代表性体系。结果表明，（100）界面的Mn_2CoAl/Fe_2VAl和（110）界面的Mn_2CoAl/GaAs体系在界面处保持了较高的自旋极化，后者有望具有较长的自旋扩散长度。继承自Mn 2CoAl的自旋无隙特征，在两个系统中的多数自旋态密度中在费米能级周围观察到明显的下降，表明低密度载流子的快速传输。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Vanishing of the anomalous Hall effect and enhanced carrier mobility in the spin-gapless ferromagnetic Mn2CoGa1-xAlx alloys
本文通过制备Mn2CoGa1-xAlx系列合金，发现Mn2CoGa中反常霍尔效应消失并伴随高载流子迁移率，为自旋注入器件提供了更优的自旋无带隙半导体候选材料。
2023-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A new class of half-metallic ferromagnets from first principles
半金属铁磁性（HMFM）在材料中很少出现，但却为自旋电子器件提供了巨大的潜力。最近的实验表明，一类具有“ThCr $_{2}$ Si $_{2}$”（122）结构的化合物-同构的并含有与铁磷属元素化物基超导体共有的元素-可以表现出HMFM。在这里，我们使用$ab$ $initio$密度泛函理论计算，以了解在这个家庭的材料的半金属性的发病，并解释在量子临界点的铁磁性的外观。我们还预测了新的候选材料与HMFM和高居里温度通过A位合金化。
2017-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Demagnetization Method on Remnance Magnetization States in Metallic Ferromagnets
参数图的再磁化与退磁remnances被发现为四种金属铁磁体-镍丝，两种类型的AlNiCo，和钐钴2：17。这些图被称为汉克尔图，与Wohlfarth的非相互作用磁性粒子模型和几个Preisach模型进行了比较。再磁化数据是通过各种途径获得的净零磁化状态。所得的Henkel图与独立的蒙特卡罗模拟相似。这种差异主要可以通过考虑金属铁磁体中的磁化通过畴壁运动来解释。
2019-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnets for magnetic tunnel junctions
使用理论参数，我们表明，为了利用半金属铁磁体在隧道磁阻（TMR）结，它是至关重要的，以消除界面状态在费米能级内的半金属间隙;相反，没有这样的问题出现在巨磁阻元件。此外，基于对电子结构的先验理解，我们提出了一种反铁磁耦合的TMR元件，其中消除了界面态，作为从第一性原理设计材料的范例。我们的结论是支持从头计算。
2005-06-03 cond-mat.mtrl-sci
A rigorous two-dimensional model for the stripline ferromagnetic resonance response of metallic ferromagnetic films
在这项工作中，我们建立了一个二维的数值模型计算的带状线铁磁共振（FMR）响应的金属铁磁薄膜。并利用该软件进行了数值计算。计算结果表明，涡流对铁磁电阻响应的贡献随着带状线宽度的减小而减小。电导率（涡流）效应最重要的表现是激发高阶自旋驻波穿过膜厚度的材料中的自旋驻波峰值将不存在于腔FMR测量和强依赖性的非共振串联电导的带状线上的带状线宽度。尽管涡电流对带状线FMR响应的贡献可能非常显著，因为宽带状线（100 nm+）通常用于FMR测量，但在自旋波激发的情况下，涡电流的贡献可以忽略不计，这仅仅是因为需要非常窄的带状线换能器（0.5- 5微米宽）以便在明显的频率/施加场范围内在金属铁磁膜中激发自旋波。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Thermal collapse of spin-polarization in half-metallic ferromagnets
研究了半金属铁磁体费米能级的磁化强度和自旋极化随温度的变化关系。我们揭示了一种新的机制，其中的杂交状态形成的半金属间隙依赖于热自旋波动和极化可以突然下降的温度远低于居里点。我们验证这NiMnSb从头计算。将从头算结果映射到一个包含纵向涨落的扩展海森堡模型上，用蒙特卡罗方法求解，研究了热性质。
2005-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin-scattering asymmetry at half-metallic ferromagnet/ferromagnet interface
研究了半金属Co-$_{2}$-Fe $_{0.4}$-Mn $_{0.6}$-Si（CFMS）/CoFe界面铁磁体界面的自旋散射不对称性.基于Landauer公式的第一性原理弹道输运计算表明，在CFMS/CoFe界面处存在强的自旋相关电导，表明存在较大的界面自旋散射不对称系数（$γ$）.采用CoFe/CFMS/Ag/CFMS/CoFe结构的全外延电流垂直面巨磁电阻（CPP-GMR）赝自旋阀（PSV）器件由于CFMS/CoFe界面的形成而在室温下表现出磁电阻输出的增强.这是很好地再现定性的模拟的基础上，考虑到$γ$在CFMS/CoFe界面，CFMS的半金属度，并在CPP-GMR PSV结构的界面处的终止原子的组合的存在下，一个广义的两个电流串联电阻模型。我们展示了半金属FM/FM界面处大$γ$的直接证据，以及即使在RT下它对CPP-GMR效应的影响。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism in binary compounds of alkali metals with nitrogen: Ab initio calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理全势能线性缀加平面波方法，研究了I $^{A}$族元素与氮的二元化合物LiN、NaN、KN和RbN在三种晶体结构（岩盐、纤锌矿和锌尖晶石）中的电子结构和磁性.我们发现，由于自旋极化\textit{p}轨道的N，所有四个化合物是半金属铁磁体与宽的能带隙（高达2.0 eV）。对于所有三种类型的晶体结构，计算出的所有研究化合物的总磁矩恰好为每个分子式单元2.00 $μ_{\text{B}}$。预测的半金属丰度是强大的晶格常数收缩。在所有情况下，铁磁相相对于顺磁相在能量上是有利的。半金属铁磁性的机制和合成的可能性进行了讨论。
2008-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced half-metallic ferromagnetism in zinc blende CrP/MnP superlattice: First-principles study
采用广义梯度近似下的第一性原理计算，研究了Zn掺杂（zb）CrP/MnP超晶格的电子和磁性.平衡晶格常数计算为$5.33\,$ ε。研究了铁磁zb CrP/MnP超晶格在反铁磁作用下的稳定性，发现铁磁CrP/MnP超晶格比反铁磁CrP/MnP超晶格稳定。结果表明，在平衡晶格常数下，CrP/MnP超晶格不具有半金属性，主要是由于Cr和Mn的少数$t_{2g}$态。然而，如果应变施加在CrP/MnP超晶格上，则少数$t_{2g}$电子转移到更高的能量，并且所提出的超晶格变成半金属铁磁体。讨论了四方畸变和正交畸变对zbCrP/MnP超晶格半金属度的影响。InP-CrP/MnP/InP是一种真正的半金属铁磁体。这些超晶格的半金属度和磁化强度对四方晶系/正交晶系变形是鲁棒的。
2010-04-07 cond-mat.mtrl-sci
A new diluted magnetic semiconductor: The half-metallic ferromagnet CoTi(1-x)FexSb
具有18个价电子的半赫斯勒化合物是半导电的。它将表明，掺杂电子的结果在半金属铁磁体，类似于稀释的半导体的情况。CoTiSb是一种半导体半赫斯勒化合物。通过Fe掺杂预期导致铁磁有序。X射线粉末衍射结果表明，Fe可替代Ti约10%，而其晶体结构仍为C1 b。SQUID测磁结果表明，在5 K时，每个晶胞的磁矩为0.32 mB。
2006-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of half-metallic ferromagnetism in zinc-blende II-V compounds
通过密度泛函理论计算，包括自旋轨道耦合，我们研究了一系列掺锌II-V族化合物的电子和磁性。与CaN和CaP的情况相反，发现II-V族化合物如CaSb和CaBi的半金属特性被破坏。我们对CaAs、CaSb和CaBi的价带结构的分析揭示了自旋-轨道耦合作用对交换分裂能带结构的关键作用，从而导致掺锌II-V族化合物中含有较重V族元素的系统的半金属铁磁性的破坏。
2008-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in half-metallic ferromagnets
本文从理论上研究了有限温度下半金属铁磁体中的自旋输运。侧跳和斜散射自旋霍尔电导率的贡献推导出使用久保公式。电子-磁振子相互作用导致少数自旋带的能隙中的有限态密度，并诱导自旋霍尔电导。我们表明，自旋霍尔电导率是成正比的$T^{3/2}$，与$T$是温度和敏感的$T$。我们认为自旋霍尔电导率可能是研究少数自旋态的一个工具。
2016-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial pressure induced half-metallic ferromagnetic phase transition in LaMnO$_3$
我们使用第一性原理理论预测，单轴压缩应变的应用导致从反铁磁绝缘体的铁磁半金属相的LaMnO $_3$的过渡。我们确定Q2 Jahn-Teller模式作为驱动转变的主要机制，表明该模式可用于调整晶格，电荷和自旋耦合。沿[010]方向施加$\simeq$ 6 GPa的单轴压力激活向半金属$\textit{pseudo-cubic}$状态的转变。半金属性打开了在化学计量LaMnO $_3$化合物中产生巨磁阻的可能性，与最近观察到的使用静水压力的调查相比，在显著较低的压力下。
2016-02-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the magnetic properties of six potential half-metallic ferromagnets: alkaline-earth (Ca, Sr) doped XC (X=Si, Ge, Sn)
用密度泛函理论预测了六种碱土金属（Ca，Sr）取代X后的锌-铁磁体X_（0.75）Y_（0.25）C（X=Si，Ge，Sn，Y =Ca，Sr）.计算得到的这些铁磁体的总磁矩均为2.00μB/超晶胞的整数倍，这是半金属铁磁体的重要特征之一。计算结果表明，X_（0.75）Y_（0.25）C具有较宽的自旋能隙和较高的居里温度。碱土金属掺杂导致这些化合物的自旋极化和半金属性。证实了除了Sn_（0.75）Ca_（0.25）C外，X_（0.75）Y_（0.25）C的铁磁性是由p-d交换耦合引起的。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Possible spin gapless semiconductor type behaviour in CoFeMnSi epitaxial thin films
具有独特能带结构的无自旋能隙半导体材料由于其有趣的输运性质而在自旋电子学中有着广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。利用脉冲激光沉积系统在MgO（001）衬底上成功地沉积了四元无自旋带隙半导体CoFeMnSi Heusler合金薄膜。薄膜沿（001）方向外延生长，表面结晶均匀、光滑。磁性测试结果表明，薄膜沿面内方向为铁磁软磁性，居里温度远高于400 K。该膜的电导率低，并表现出几乎与温度无关的半导体行为。膜的电阻率的估计温度系数为~ 7 x10 ^-10 Ohm.m/K，这与报道的无自旋带隙半导体的值相当。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism in the RbSe and CsTe compounds with CsCl structure: A first-principles study
利用第一性原理计算研究了RbSe和CsTe化合物在CsCl、RS和ZB结构下的电子结构和磁性.结果表明，这两个化合物表现出半金属铁磁性的整数磁矩为1.00 $μ_B$每式在所有的三个结构。总能量计算表明CsCl相比其他两相更稳定。我们详细研究了这两种具有CsCl结构的化合物。这两种化合物的铁磁性主要来自Se（Te）负离子p态的自旋极化。RbSe和CsTe化合物的半金属度可分别保持到晶格常数相对于其平衡晶格压缩2.5%和0.8%。
2015-04-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of exchange interactions, spin waves, and temperature dependence of magnetization in inverse-Heusler-based spin gapless semiconductors
采用第一性原理电子结构计算结合冻结磁振子方法，我们计算了反Heusler基自旋无带隙半导体（SGS）化合物Mn $_2$ CoAl，Ti $_2$ MnAl，Cr $_2$ ZnSi，Ti $_2$ CoSi和Ti $_2$ VA中的交换相互作用，自旋波色散和自旋波刚度常数.我们发现它们的磁行为类似于半金属铁磁全Heusler合金，即，亚晶格间交换相互作用在磁基态的形成和确定居里温度$T_\mathrm{c}$中起着重要作用。除Ti $_2$ CoSi外，所有化合物都具有亚铁磁基态。由于在一个自旋通道中的有限的能隙，交换相互作用随着距离急剧衰减，并且因此这些SGS的磁性可以仅考虑最近和次最近邻交换相互作用来描述。计算的自旋波色散曲线是典型的亚铁磁体和铁磁体。自旋波刚度常数比基本的3 $d$ -铁磁体的自旋波刚度常数大。计算的交换参数被用作输入，以确定SGS的磁化强度和$T_\mathrm{c}$的温度依赖性。我们发现所有化合物的$T_\mathrm{c}$都远高于室温。计算的Mn $_2$ CoAl的磁化曲线和居里温度与实验数据吻合得很好。本研究有望为更深入地了解基于逆Heusler的SGS的磁性铺平道路，并提高这些材料在自旋电子和磁电子器件中的应用的兴趣。
2015-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Boron Triangular Kagome Lattice with Half-Metallic Ferromagnetism
基于第一性原理材料演化设计，我们报道了一种稳定的硼Kagome晶格，它由二维薄片上的三角形组成。选择Mg原子作为客体原子，可以在银衬底上合成Kagome晶格。当孤立的Kagome晶格在无应变的情况下发生轻微扭曲时，它在拉伸应变下变成理想的三角形Kagome晶格。在三角形Kagome晶格中，我们发现了奇异的电子性质，如费米能级附近的拓扑非平凡平带和半金属铁磁性，并预言了自旋轨道耦合下的量子反常霍尔效应.
2017-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism in Transition-Metal Doped Boron Nitride Nanotubes
研究了Ni六方密排纳米线掺杂的锯齿形氮化硼（BN）纳米管。掺杂的BN纳米管是具有实质磁性的铁磁金属。发现Ni纳米线与BN纳米管之间的相互作用产生了一些特殊的磁性，Ni掺杂BN（9，0）纳米管表现出半金属性质，当Ni掺杂量大于1.4e/晶胞时，纳米管可以转变为半金属性质。本征半金属行为可以通过两种不同的方式实现：一种是用较小的BN纳米管包覆Ni纳米线，即，BN（8，0）纳米管，另一种方法是采用静水压均匀压缩Ni掺杂BN（9，0）纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of CrNF: the first half-metallic ferromagnet nitride fluoride mimicking CrO2
基于不同的共价与离子化学键和等电子金红石CrO 2，CrNF提出从有序的金红石衍生物结构进行充分的几何优化。由结合能确定的基态结构为MgUO 4型，其特征为Cr-N键距离短，Cr-F键距离长。与CrO 2一样，它是一种半金属铁磁体，每个分子式单位具有M = 2玻尔磁子整数磁化强度，少数自旋处的带隙减小。磁响应压力的主要差异表征CrNF作为一个软铁磁体与硬磁CrO 2。化学键合性质指向占主导地位的共价Cr-N与离子Cr-F键合。提出并分析了两种不同协议下的综合路由。
2014-03-08 cond-mat.mtrl-sci
2D-Double transition metal MXenes for spintronics applications: surface functionalization induced ferromagnetic half-metallic complexes
MXenes是一种快速发展的二维（2D）材料，具有厚度，组成和功能化相关的出色性能，在不同领域具有应用。为了公开基于2D-双过渡金属（DTM）碳化物和氮化物的原始和表面官能化的MXene（M '2 M“X2 Tx，M'和M”= Cr，Mo，W; X = C/N; T = -F/-OH/=O）的纳米自旋电子学应用，已经使用自旋极化的第一性原理计算对结构稳定性、磁性和电子结构进行了系统的研究。从144种探索的基于DTM的MXene中筛选出36种稳定的官能化MXene。所探索的材料表现出惊人的性能，具有广泛的磁性基态，从非磁性到铁磁性，然后到反铁磁性，伴随着金属到半金属或无间隙半金属性质，这取决于过渡金属和终止基团。发现Mo和W基MXene是磁性的和金属的，而Cr-Mo和Cr-W基MXene是磁性的，具有不同的金属行为。W_2CrN_2O_2和Mo_2CrN_2O_2系统是铁磁半金属二维材料，在少数自旋通道中的直接带隙分别为1.35 eV和0.77 eV。对DTM MXene的全面研究提供了固有的半金属特性以及强大的铁磁性，开辟了一类具有可调磁性和电子特性的有前途的新型2D材料，用于纳米自旋电子学和电子学中的潜在器件应用。
2022-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Seebeck coefficients of half-metallic ferromagnets
在这份报告中，基于Co2的Heusler化合物作为潜在的自旋电压产生材料进行了讨论。该化合物是通过电弧熔炼和随后的退火来合成的。进行了能带结构计算，发现化合物是半金属铁磁体。对样品进行了磁性测定，并测定了居里温度和磁矩。从低温到环境温度测量所有化合物的塞贝克系数。对于选定的化合物高温测量高达900 K进行。
2009-11-03 cond-mat.mtrl-sci
The half-metallic ferromagnet Co2Mn0.5Fe0.5Si
电子结构计算被用来预测一种自旋电子学应用的新材料。Co2Mn0.5Fe0.5Si是一个例子，由于费米能的位置在少数带隙的中间，其对于现场相关和无序效应是稳定的。实验上，样品表现出L21结构和高磁序。
2006-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Robust intrinsic ferromagnetism in 2D half-metallic material MnAsS$_4$
二维（2D）本征半金属材料对于探索纳米自旋电子器件的激发物理和应用具有极大的兴趣，但是还没有这样的材料被实验实现。利用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，我们预测了单层MnAsS $_4$是一种二维本征铁磁（FM）半金属.单层MnAsS $_4$的半金属自旋带隙约为1.46 eV，并且在导带中具有约0.49 eV的大自旋分裂。蒙特卡罗模拟预测了居里温度（\emph{T} $_c$）约为740 K。在-5%~5%的双轴应变范围内，FM半金属性能保持不变。它的基态在费米能级上具有100%的自旋极化比，有望成为二维自旋电子学应用的候选材料。
2020-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of metallic (III,Mn)V ferromagnetic semiconductors in the infrared to visible range
本文报道了金属铁磁（III，Mn）V半导体在红外-可见光谱范围内的交流电导率和磁光性质的研究。我们的分析是基于成功的动力学交换模型（III，Mn）V铁磁半导体。我们执行内的久保形式主义的计算和治疗的障碍影响pertubatively内的玻恩近似，有效的金属制度。我们考虑了八带Kohn-Luttinger模型（六个价带加两个导带）以及具有额外无色散带的十带模型，唯象地模拟了由反位和间隙杂质诱导的中上带隙态。这些模型定性占光吸收实验和预测的中红外克尔角和磁圆二色性作为锰浓度和自由载流子密度的函数的新功能。
2004-03-01 cond-mat.mtrl-sci
