Electrically tunable moiré magnetism in twisted double bilayers of chromium triiodide
本文报道了CrI3扭转双双层中电可调的莫尔磁性，通过磁光克尔显微镜观测到反铁磁与铁磁共存，并展示了电压辅助磁翻转，实现了对磁态的多种调控。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Sliding ferroelectric control of unconventional magnetism in stacked bilayers
本文提出一种通过滑移铁电性控制非常规磁性的通用堆叠规则，结合对称性分析与第一性原理计算，在交替磁体和补偿亚铁磁体双层中实现了电极化与自旋极化及反常霍尔效应的同步切换，为双层系统磁电耦合提供了新策略。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Effects of magnetism and electric field on the energy gap of bilayer graphene nanoflakes
采用\textit{first principles}密度泛函电子结构方法和半局域交换关联近似，研究了磁场和垂直外电场强度对长度受限的双层石墨烯纳米带（或纳米片）的能隙的影响.我们假设AB（Bernal）双层堆叠，并考虑扶手椅和锯齿形边缘，对于每种边缘类型，我们考虑两个边缘对齐，即$α$和$β$边缘对齐。对于扶手椅型纳米片，我们确定了三种不同的双层能隙，由宽度方向上的碳链数决定（{ \it N} = 3{ \it p}，3{ \it p}+1和3{ \it p}+2，{ \it p}是整数），并且除了3类{ \it p}+2扶手椅型纳米带之外，带隙随着宽度的增加而减小。在扶手椅型双层纳米带中看到的金属样行为被发现在扶手椅型纳米片中不存在。3类{ \it p}+2扶手椅型纳米片显示出显著的长度依赖性。我们发现，由于纳米片的大的本征带隙，带隙随着所施加的电场而减小。因此，我们的计算没有预测到临界能隙的存在。层之间的磁性在增强由几何限制产生的间隙值方面起着重要作用，暗示了在有限尺寸的双层石墨烯中磁性和几何限制的相互作用。
2010-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced magnetism and Yu-Shiba-Rusinov states in twisted bilayer graphene
原子缺陷对石墨烯系统的低能性质有显著影响。通过第一性原理计算和紧束缚模型，我们提供的证据表明，化学杂质修改扭曲双层石墨烯的正常和超导状态。一个单一的氢原子连接到双层表面产生一个三点交叉，而自掺杂和三倍的破缺是由一个空位。这两种类型的缺陷导致时间反转击穿和局部磁矩的产生。氢诱导磁性也被发现存在于魔角石墨烯超晶格中出现超导性的掺杂水平。结果表明，超导有序和缺陷诱导磁性的共存在魔角扭曲双层石墨烯中产生了带隙Yu-Shiba-Rusinov激发。
2019-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Dependent Magnetism and Tunable Half-Metallicity in Bilayer Janus 1T-MnSSe
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
利用第一性原理计算研究双层Janus 1T-MnSSe的结构、电子和磁性，发现AA2堆叠为基态并呈现A型反铁磁序，通过载流子掺杂和双轴应变可调控半金属态。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
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
Ionic Modulation of Interfacial Magnetism through Electrostatic Doping in Pt/YIG bilayer heterostructure
钇铁石榴石（YIG）的电压调制具有结构紧凑、响应速度快、能量利用率高等优点，具有重要的理论和实际意义，可广泛应用于各种YIG基自旋电子学，如自旋霍尔、自旋泵浦、自旋Seeback效应等。在此，我们对YIG/Pt双层异质结构进行了界面磁性的离子调制，其中Pt的覆盖会显著影响铁磁（FMR）场的位置，从而实现了双层异质结构中磁性的显著增强。YIG（13 nm）/Pt（3 nm）多层异质结构在4.5 V的小偏压下实现了690 Oe的大电压感生FMR场位移。第一性原理理论模拟表明，由于d轨道电子未得到补偿，静电掺杂诱导的Pt 5+离子具有较强的磁有序性。大电压控制铁磁电阻的变化为新型电压可调YIG基自旋电子学奠定了基础。
2018-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and stability of all primitive stacking patterns in bilayer chromium trihalides
三卤化铬，CrX $_3$（其中X = Cl、Br、I），是一类分层磁性材料，其可以容易地剥离以提供铁磁单层。当两个层堆叠在一起形成双层时，层间交换耦合可以是铁磁的或反铁磁的，这取决于堆叠顺序。在这里，我们结合晶体学参数的基础上的紧密堆积条件与第一性原理模拟，枚举所有可能的堆叠模式在CrX $_3$双层，保持每一层的空间周期性。我们恢复在散装晶体中观察到的所有配置，并公开堆叠序列，没有散装对应的两层具有相反的手性。堆叠序列根据它们的相对稳定性进行排名，并将优先层间磁排序分配给它们中的每一个。模拟提供了一个一致的图片框所有目前的实验观察散装和剥离的CrX $_3$晶体，有趣的影响，为未来的测量，包括合成双层非标准的堆叠模式。
2020-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and electronic structure of ($001$)- and ($111$)-oriented LaTiO$_3$ bilayers sandwiched in LaScO$_3$ barriers
在这项研究中，磁性和电子结构的LaTiO $_3$双层膜沿（$001$）和（$111$）取向的计算使用密度泛函理论。选择带绝缘体LaScO $_3$作为阻挡层和衬底，得到了隔离的LaTiO $_3$双层膜。对于（$001$）-和（$111$）-取向的情况，LaTiO $_3$在基态表现出与体材料类似的G-型反铁磁性。然而，电子结构发生了显著变化。在（$111$）情况下，Ti的占据带窄得多，给出了几乎平坦的带。结果表明，在这些超晶格中，最近邻Ti离子之间的交换耦合被重新形成，这将显著影响Néel温度。
2014-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Rashba Magnetism in Ultrathin Ferromagnet-Heavy Metal Bilayers
本文研究了超薄铁磁体-重金属双层膜在Curie温度附近的反常温度与电偏压依赖行为，揭示其源于界面自旋-轨道相互作用导致的Rashba磁性新状态，为开发高效自旋轨道电子学器件提供了新途径。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of pressure on the magnetism of bilayer graphene
我们研究了压力对双层石墨烯中的空位引起的局域磁矩的影响。通过使用平均场哈伯德模型，我们解决了两个不等价的类型的空位出现在Bernal堆叠双层石墨烯。我们发现，通过在垂直于层的方向上施加压力的临界值的Hubbard相互作用所需的系统的降低。这种效应对于一种类型的空位特别增强，并且可以直接推广到Bernal堆叠和石墨中的多层石墨烯。目前的结果清楚地表明，多层石墨烯的磁性行为可以受到机械横向变形的影响。
2011-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Twist engineering of the two-dimensional magnetism in double bilayer chromium triiodide homostructures
扭曲工程，或二维（2D）晶体层与所需的取向的对齐，导致了巨大的成功，在调制异质和同质结构中的电荷自由度，特别是在实现新的相关和拓扑电子相位莫尔电子晶体。然而，尽管开创性的理论工作已经预测了扭曲的2D磁体的非平凡磁性和磁振子，但扭曲工程自旋自由度的实验实现仍然难以捉摸。在这里，我们利用原型2D伊辛磁铁三碘化铬（CrI 3）制造扭曲双层同质结构与可调的扭曲角，并展示了成功的扭曲工程的2D磁性在他们。使用线性和圆偏振分辨拉曼光谱，我们确定了一个新的磁性基态，这是明显不同的天然双层（2L）和四层（4L）CrI 3的磁拉曼签名。仔细的磁场和扭转角的依赖性，我们发现，对于一个非常小的扭转角（~ 0.5度），这种新兴的磁性可以很好地近似的加权线性叠加的2L和4L CI 3，而对于一个相对较大的扭转角（~ 5度），它主要类似于孤立的2L CrI 3。值得注意的是，在一个中间的扭曲角（~ 1.1度），它的磁性不能简单地从2L和4L的情况下推断，因为它缺乏尖锐的自旋翻转跃迁，存在于2L和4L的CrI 3和具有戏剧性的拉曼圆二色性，是不存在于天然的2L和4L的。我们的研究结果表明，设计和控制的自旋自由度在二维磁铁扭转工程的可能性。
2021-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Full Control of Magnetism in Manganite Bilayer by Ferroelectric Polarization
由锰氧化物双层和铁电钙钛矿组成的氧化物异质结构被预测在切换铁电极化时会导致磁性的完全控制。通过在超晶格中使用非对称极性界面，在$n$型界面侧比在$p$型侧更多的电子占据Mn层。铁电极化可以增强或抑制这种电荷极化。量子模型和密度泛函理论计算得到了相同的结论：通过改变极化方向，可以实现总磁化强度变化最大的铁磁-亚铁磁相变$>90%$。此功能非常强大，通过电气方法不仅可以完全控制磁化强度的大小，还可以控制磁化方向。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Noncollinear magnetism and half-metallicity in biased bilayer zigzag graphene nanoribbons
本文研究了锯齿形终端的偏压Bernal堆叠双层石墨烯纳米管的边缘极化及其后果。根据边缘极化之间的层间耦合和层内耦合对磁态进行了分类，并给出了掺杂对偏置电压的磁相图。发现了共面磁相，并研究了其磁结构随偏压的变化。对于所有的磁态，我们也讨论了半金属态的可能性，对于具有完美锯齿边缘的带，我们预测了七种半金属态，它们具有不同的磁结构和沿带的量子化电导。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth-sequence-dependent interface magnetism of SrIrO$_3$ - La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ bilayers
研究了氧化物3d铁磁体La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$（LSMO）和5d顺磁体SrIrO $_{3}$（SIO）的双层结构中界面态对于SIO上LSMO的生长顺序，铁磁性强烈改变，并且已经观察到与缺乏磁饱和度相关的大的面外倾斜各向异性，最高可达4 T。采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$（001）衬底上以两种生长顺序共格生长了双层薄膜，并用扫描透射电子显微镜（STEM）和X射线衍射（XRD）对其结构进行了表征。磁化强度和磁场依赖的Mn L $_{2,3}$边缘X射线磁性圆二色性（XMCD）的测量揭示了LSMO磁序的变化，在SIO上的LSMO磁序强，而在SIO之下的LSMO磁序弱。我们属性的生长序列的影响，以界面晶格结构/对称性，这是已知的影响界面磁耦合。
2020-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Interface Magnetism in Fe/Alq3 Bilayer Structure; Thickness-Dependent Interface Resolved Studies Under X-Ray Standing Wave
本研究利用X射线驻波条件下的界面分辨核共振散射技术，揭示了Fe/Alq3双层结构中垂直磁各向异性随Fe厚度变化的演化规律，并证实了界面应变弛豫及Fe向有机层的深度扩散。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Stacking tunable interlayer magnetism in bilayer CrI3
二维层间物理性质的多样性主要在于类共价准键，这种准键在电子结构上很重要，但在能量学上却很弱。这种特性导致能量上相当但在电子结构（例如磁性）方面可能显著不同的各种堆叠顺序。受最近几个实验的启发，我们进行了第一性原理计算的CrI 3双层膜层间的反铁磁耦合。我们发现，反铁磁耦合的结果，从一个新的堆叠顺序与C2/m空间群对称性，而不是像以前认为的石墨烯类与R3。此外，我们证明了CrI 3双层中的层内和层间耦合由两种不同的机制控制，即铁磁超交换和直接交换相互作用，这在很大程度上是解耦的，因为它们在强相互作用极限和弱相互作用极限处的强度存在显着差异。这使得弱得多的层间磁耦合可以更可行地仅通过堆叠顺序来调谐。鉴于层间磁性能可以通过改变具有不同堆叠顺序的晶体结构来改变，我们的工作开辟了一种通过二维分层材料中堆叠顺序的自由度来调节层间磁性能的新范式。
2019-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric magnetism at the interfaces of MgO/FeCoB bilayers by exchanging the order of MgO and FeCoB
利用X射线驻波与核共振散射技术研究FeCoB/MgO双层膜界面，发现硼扩散导致两界面电子密度与超精细场不对称，引发角依赖磁性，并归因于层间交换耦合。
2023-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Magnetism and Topological Superconductivity in Bilayer Kagome Metals
二元金属间化合物材料$M_3$ Sn $_2$（$M$ = 3d过渡金属）呈现出一类新的强相关系统，其自然地允许磁性和金属性的相互作用。使用第一性原理计算，我们确认，散装铁$_3$锡$_2$是一个铁磁金属，并显示$M$ = Ni和Cu是具有非平凡的能带结构的顺磁性金属。专注于Fe $_3$ Sn $_2$，以了解在实验相关的原子薄的单kagome双层增强相关的效果，我们的从头计算结果表明，尺寸限制自然暴露的平坦性能带结构与双层kagome几何形状在所得的铁磁陈金属。我们使用一个多级的最小建模的磁性带逐渐接近费米能量。这有效地捕获了陈金属的物理特性，在材料相关参数范围内具有非零异常霍尔响应，以及自旋极化带的可能超导不稳定性，从而导致拓扑超导体。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
X-ray spectroscopic study of BaFeO$_{3}$ thin films; an Fe$ ^{4+}$ ferromagnetic insulator
利用硬X射线光电子能谱（HAXPES）、X射线吸收谱（XAS）和软X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了具有立方晶体结构的铁磁绝缘BaFeO 3薄膜的电子和磁性。我们分析了结果与组态相互作用（CI）集团模型计算的Fe 4+，这表明与实验结果吻合得很好。我们还研究了SrFeO_3薄膜，它在立方晶体结构中具有Fe ~（4+）离子螺旋磁性，但在所有温度下都是金属性的。我们发现BaFeO_3薄膜是绝缘的，在~ 1 T下具有大的磁化强度（2.1 μ B/公式单位），这与先前报道的电阻率和磁化强度测量结果一致。虽然BaFeO_3和SrFeO_3薄膜的Fe 2 p芯能级HAXPES和Fe 2 p XAS谱非常相似，但我们用价带HAXPES比较了绝缘BaFeO_3和金属SrFeO_3薄膜。CI团簇模型分析表明，由于负电荷转移能的作用，BaFeO 3的基态主要为d5 L（L：配体空穴）构型，禁带具有明显的O2 p特征.我们发现BaFeO_3和SrFeO_3的电子和磁性的差异是由于它们的晶格常数不同，通过影响杂化强度和带宽而产生的。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monolayer and bilayer PtCl$_3$: Energetics, magnetism, and band topology
具有非平凡拓扑态的二维磁性材料无论是在基础研究还是在实际应用中都很有意义。近年来，人们提出了二维Weyl半金属拓扑态（WHS），该拓扑态在二维铁磁系统中具有抗自旋轨道耦合的完全自旋极化Weyl点，而单层PtCl $_3$被预测为实现该拓扑态的平台.在这里，我们进行了广泛的搜索的二维PtCl $_3$结构，通过使用粒子群优化技术和密度泛函理论计算。我们表明，所需的PtCl $_3$相对应于最稳定的一个在其化学计量。二维结构也具有良好的热稳定性高达600 K。我们建议$_2$作为生长二维PtCl $_3$的衬底，其具有良好的晶格匹配并且保留了PtCl $_3$中的WHS态。我们发现，单轴应变沿锯齿形方向保持WHS状态，而沿扶手椅方向的小应变驱动的拓扑相变从WHS量子反常霍尔（QAH）绝缘体相。此外，我们还研究了双层PtCl $_3$的磁性和电子能带结构。特别地，$AA'$堆叠双层PtCl $_3$实现了一个有趣的拓扑状态--二维反铁磁镜像Chern绝缘体，它具有一对拓扑无隙边缘带.我们的工作为二维PtCl $_3$的实验实现提供了指导，并将促进二维磁性拓扑态的研究，包括WHS、QAH绝缘体和磁镜Chern绝缘体态.
2022-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Stacking theory for bilayer two-dimensional magnets
South China University of Technology（华南理工大学）
本文提出了一种通用的二维磁体堆叠理论，通过构建448个自旋层群，实现了对二维非常规磁性的设计与验证。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Valley magnetism, nematicity, and density wave orders in twisted bilayer graphene
我们分析了扭曲双层石墨烯中的密度波和Pomeranchuk阶。这与我们先前对配对不稳定性的分析是一致的。我们假设在导带或价带的半充满附近，费米能级接近范霍夫点，在范霍夫点处态密度发散，并研究了具有两个谷自由度的补丁模型中粒子-空穴沟道的潜在不稳定性。扭曲双层石墨烯的六边形对称性允许六个或十二个范霍夫点。我们认为这两种情况下，并找到相同的两个领先的候选人的粒子空穴秩序。一种是SU（2）破缺自旋态，在谷内具有铁磁性。一个次级的谷间跳跃诱导谷间的反铁磁性。在强耦合方法中也获得了相同的状态，表明该顺序是稳健的。另一种是具有$120^\circ$复自旋序和正交复电荷序的混合态。此外，我们发现了一个较弱的，但仍然有吸引力的相互作用在双通道，并讨论了类型的双序。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism near half-filling of a van Hove singularity in twisted graphene bilayer
扭曲石墨烯双层（TGB）具有低能量范霍夫奇点（VHS），其强烈地局部化在莫尔图案的AA堆叠区域周围。因此，它们表现出新颖的多体电子态，如Mott类绝缘体和非常规超导性。不幸的是，这些强关联态仅在扭转角θ ~1.1°的魔角TGB中观察到，需要精确调谐的结构。在不受魔角限制的TGB中是否可能实现奇异量子相位？本文研究了θ为1.64°的TGB的电子性质，证明了当VHS接近费米能级时，VHS分裂为两个自旋极化态，它们位于费米能级两侧。这样的结果表明，局部磁矩出现在AA堆叠区的TGB。由于低能VHS在轻微的TGB中很容易达到，因此我们的结果为在石墨烯系统中实现新的量子相提供了一个简单的方向。
2019-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling magnetism in 2D CrI3 by electrostatic doping
二维（2D）材料的原子厚度提供了一个独特的机会，通过静电掺杂来控制材料性能和设计新的功能。静电掺杂已经被证明可以在很宽的范围内调节2D材料的电学和光学性质，以及驱动电子相变。最近发现的原子级薄的磁性绝缘体开辟了电控制磁和具有前所未有的性能的新器件的前景。在这里，我们展示了单层和双层碘化铬的磁性控制静电掺杂使用双栅场效应器件结构。在单层CrI3，掺杂显着修改的饱和磁化强度，矫顽力和居里温度，表现出增强（减弱）磁序与空穴（电子）掺杂。值得注意的是，在双层CrI3掺杂急剧改变层间磁秩序，导致从反铁磁基态在原始形式的铁磁基态以上的临界电子密度的过渡。结果表明，强烈的掺杂依赖的层间交换耦合，这使得在双层CrI3的磁化强度的小的栅极电压的鲁棒切换。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台，工程超材料与新的新兴性质，利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度（$α\approx 0.3 ^\circ$）处具有体谷电流，并且在魔角（$α\approx 1^\circ$）处具有平坦带。我们发现，调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时，这些能带被半填充，并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态（Stoner不稳定性）。层间电场的应用打破了反转对称性，并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果，我们提出了一个固态平台，实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of interface magnetism in Fe/Alq3 bilayer
研究了Fe在有机半导体薄膜（Alq_3）上的界面磁性和拓扑结构，并与直接沉积在Si（100）衬底上的Fe薄膜进行了比较。为了获得Fe/Alq 3界面处扩散Fe层的信息，掠入射核共振散射（GINRS）测量通过在界面处引入95%富集的薄57 Fe层并在层状结构内产生X射线驻波来进行深度选择性。与在Si衬底上生长的Fe薄膜相比，在Si衬底上生长的Fe薄膜表现出32 T的超精细场值（体Fe），已经发现了厚的Fe-Alq 3界面，其电子密度和超精细场降低，这提供了Fe原子深入Alq 3薄膜的证据。由于Alq 3的软性质，Fe矩在膜平面中松弛。同时，由于Si附近的应力和粗糙的Fe层，Si上的Fe在界面处具有约43度的Fe力矩的面外取向。利用原位磁光克尔效应（MOKE）和小角X射线散射（SAXS）测量方法，研究了Fe在Alq 3表面生长过程中Fe-Alq 3界面磁性的演化。结果发现，Fe原子试图组织成团簇，以最大限度地减少其表面/界面能。界面处2.4nm厚的磁死层的起源归因于顺磁或超顺磁性质的小Fe团簇。目前的工作提供了一个理解的界面磁性在金属有机界面和拓扑研究使用的GI-NRS技术，这是深度选择性探测磁性的扩散铁磁层，这是很难的实验室为基础的技术。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetism in bilayer transition metal dichalcogenides
该研究通过密度泛函理论计算发现，扭转和层间距变化可调控双层1T-VX₂的磁态，扭转结构的相变临界压力更低，为构建可调二维磁体提供了简便方法。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-4: Large spin dependent thermoelectric response and thermal spin transfer torque due to topological electronic magnetism of phonons
非均匀应变硅与金属双层结构中，弯电子掺杂与拓扑声子的叠加导致声子的拓扑电子磁性。在铁磁金属和Si双层结构的情况下，挠曲电子掺杂也将产生更大的自旋电流，这将导致由于声子的拓扑电子磁性而导致的大的自旋到电荷转换。通过在施加的应变梯度下向铁磁金属/Si双层结构施加温度差，可以产生大的热电响应。在这项实验研究中，我们报告了一个大的自旋相关的热电响应在Ni 80 Fe 20/Si双层结构。自旋相关的响应被发现是一个数量级大于Pt薄膜和类似的拓扑绝缘体表面状态，尽管可以忽略不计的内在自旋轨道耦合的Si。这种大的响应归因于声子的挠曲电子掺杂和拓扑电子磁性，这是使用拓扑能斯特效应测量发现的。这种使用非均匀应变工程来解决自旋电流密度和自旋到电荷转换的替代和新颖的方法可以为使用金属和掺杂半导体层状材料实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开新的窗口。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Itinerant Magnetism in Twisted Bilayer WSe$_2$ and MoTe$_2$
该研究通过自洽Hartree-Fock理论揭示了双层WSe₂和MoTe₂中游荡磁性的起源，展示了相互作用重整化莫尔带的Stoner不稳定性及不同填充和扭角下的磁性态演化。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing correlated states and abundant orbital magnetism in twisted monolayer-bilayer graphene
平带莫尔超晶格最近成为研究强电子相关性、非平凡能带拓扑和多重同位旋“味”对称性之间相互作用的独特平台。扭曲单层-双层石墨烯（tMBG）由于其低晶体对称性以及其带宽和拓扑结构与外部电场的可调谐性而成为特别丰富的系统。在这里，我们发现，轨道磁性是丰富的tMBG的相关相图内，引起的异常霍尔效应（AHE）在相关的金属状态附近的最奇数整数填充的平坦导带，以及相关的陈绝缘体状态稳定在外部磁场。在我们研究的特定扭曲角范围内，零场态的行为似乎与简单的自旋和谷极化不一致，相反，可能是由于谷间相干（IVC）态的序参量打破了时间反演对称性。磁场的应用进一步调整了相关态之间的竞争，在某些情况下驱动了一级拓扑相变。我们的研究结果强调了密切竞争的相关基态在tMBG之间的丰富的相互作用，与探测外来IVC订购可能的影响。
2021-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden magnetism uncovered in charge ordered bilayer kagome material ScV_6Sn_6
本研究利用μ子自旋旋转谱学发现常规顺磁的电荷有序kagome材料ScV_6Sn_6存在隐藏磁性，结合同类体系结果表明电荷有序kagome晶格普遍存在时间反演对称性破缺。
2023-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism in twisted bilayer $α$-RuCl$_3$
结合第一性原理计算与原子尺度模拟，研究扭曲双层$α$-RuCl$_3$的摩尔磁性相图，揭示扭曲角和层间交换对基态畴结构的影响及磁挫败对量子涨落的增强作用。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Prediction of polarization vortices, charge modulation, flat bands, and moiré magnetism in twisted oxide bilayers
本文利用密度泛函理论预测扭转 SrTiO3 双层中存在极化涡旋、莫尔周期电荷调制、大角度平带及空穴诱导的 d0 莫尔磁性。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-metallic ferromagnetism in layered CdOHCl induced by hole doping
下一代自旋电子器件将受益于低维性、铁磁性和半金属性，可能由电场控制。我们发现这些技术上有吸引力的功能相结合的异国情调的微观起源的磁性掺杂CdOHCl，范德华材料，从2D层可以剥离。通过第一性原理模拟，我们预测均匀空穴掺杂会在体相和单层相中产生$p$带磁性，并根据Stoner不稳定性解释我们的发现：由于费米能级通过类2D态密度中的奇异性经由空穴掺杂来调谐，铁磁性以每个空穴1 $μ_B$的大饱和磁化强度发展，导致层载流子密度为10 $^{14}$ cm $^{-2}$量级的半金属行为。此外，我们提出了静电掺杂作为一个额外的处理，以诱导磁性的CdOHCl的单层和双层。当施加垂直于原子薄膜的临界电场（在双层和单层情况下分别低至0.2 V/ $A°$和0.5 V/ $A°$）时，我们设想磁性半金属态的出现。单层与双层系统的不同行为，以及所观察到的不对称的响应，积极和消极的电场在双层，被解释在CdOHCl原子堆，材料的一个显着特点的固有极性。在透视图中，给定CdOHCl双层中实验可获得的临界场的幅度，可以设想在小型化自旋电子器件中利用$p$带磁性。
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism-induced massive Dirac spectra and topological defects in the surface state of Cr-doped Bi$_2$Se$_3$-bilayer topological insulators
利用扫描隧道谱（STS）研究了由Cr掺杂的Bi 2Se 3层和未掺杂的Bi 2Se 3薄膜组成的双层结构中邻近感生磁效应对拓扑绝缘体表面Dirac谱的影响.当顶部Bi_2Se_3层的厚度等于或小于3个五重层（QL）时，在T_c^{2D}以下出现空间不均匀的表面光谱带隙Δ，其远高于体居里温度T_c^{3D}。间隙Δ的平均值和空间均匀性通常随着c轴磁场（H）和Cr掺杂水平（x）的增加而增加，这表明该表面间隙的物理起源与邻近感生的c轴铁磁性相关。另一方面，Δ的温度（T）依赖性是非单调的，显示出在T_c^{2D}以下的初始增加，随后是下降，然后在T << T_c^{3D}处达到最大值。这些现象可以归因于由两种不同温度依赖性的贡献引起的邻近磁性：在低T下占主导地位的来自体磁性的3D贡献，以及与表面狄拉克费米子介导的RKKY相互作用相关的2D贡献，其在T_c^{3D} << T < T_c^{2D}处占主导地位。此外，空间局部尖锐的共振谱被发现沿带隙和无带隙区域的边界。这些光谱共振在H = 0时是长寿命的，并且在强c轴磁场下被抑制，并且归因于表面狄拉克费米子的自旋纹理中的磁杂质诱导的拓扑缺陷。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Magnetism, Sliding Ferroelectricity, and Magneto-Optical Kerr Effect in Multiferroic Bilayers
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Southeast University（东南大学）；University of L'Aquila（拉奎拉大学）；Shanghai University（上海大学）；University of Oxford（牛津大学）
本研究通过第一性原理计算和对称性分析，发现多铁性双层中层间滑动可调控电子、磁性和磁光性质，实现维度驱动的交错磁性交叉及铁电态，且自旋极化、铁谷极化和克尔角可被滑动铁电性或奈尔矢量反转，为超低功耗器件提供新途径。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge distribution and magnetism in bilayer La$_3$Ni$_2$O$_7$: a hybrid functional study
University of Notre Dame（圣母大学）；Stavropoulos Center for Complex Quantum Matter, University of Notre Dame（圣母大学斯塔夫罗普洛斯复杂量子物质中心）；Department of Physics & Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系）；Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学斯图尔特·布鲁森量子物质研究所）
研究利用混合泛函方法分析双层La$_3$Ni$_2$O$_7$的电子结构，揭示其强关联磁性和电荷分布对超导性的影响。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magneto-Moiré Excitons in Twisted Bilayer CrSBr
University of Michigan（密歇根大学）；ITMO University（ITMO大学）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Iceland（冰岛大学）
本研究在双层CrSBr中观测到磁莫尔激子，揭示了莫尔自旋纹理与光学激发的耦合机制，为磁光传感和拓扑控制提供了新平台。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen on graphene: Electronic structure, total energy, structural distortions, and magnetism from first-principles calculations
利用密度泛函理论计算了氢化单层、双层和多层石墨烯的电子结构、总能量、结构畸变和磁性。研究发现，氢致磁性只能在氢原子浓度很低的情况下（单原子状态）才能存在，而具有优化结构的氢对通常是磁性的。化学吸附能作为氢浓度的函数计算，以及氢结合和释放的能量障碍。结果表明石墨烯是一种很有前景的储氢材料。讨论了石墨烯、纳米管和块状石墨氢化之间的差异。
2007-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence for orbital magnetic moments generated by moiré-scale current loops in twisted bilayer graphene
小扭曲角的扭曲双层石墨烯（TBG）的一个显著特性是存在一个定义明确且守恒的低能谷自由度1，这可能导致新类型的谷相关自发对称性破缺相。TBG中魔角1.1度附近的电子-电子（e-e）相互作用可以提升谷简并度，从而实现轨道磁性和拓扑相2 -11。然而，到目前为止，对TBG中基于轨道的磁性的直接测量仍然缺乏。在这里，我们报告的证据产生的莫尔尺度电流回路在TBG的扭转角θ ~ 1.68度的轨道磁矩。当1.68度TBG的低能van Hove奇点（VHS）接近一半时，通过e-e相互作用消除了TBG的谷简并。观察到谷分裂对磁场的大的线性响应，归因于由在莫尔图案中循环的手性电流回路引起的大的轨道磁矩的耦合。根据我们的实验，轨道磁矩约为10.7 μ B每个莫尔超胞。我们的结果为探索微扭曲石墨烯系统中的纯轨道磁性铺平了道路。
2019-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical engineering and detection of magnetism in moiré semiconductors
该研究提出莫尔系统中自旋态光学诱导、控制与探测的通用框架，通过拉曼光驱动莫尔过渡金属二硫化物双层实现可调磁相互作用的自旋模型，建立自旋关联与光学信号的联系，为强关联量子系统的光学调控研究铺路。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin glass transition in a thin-film NiO/Permalloy bilayer
实验研究了薄膜NiO/坡莫合金双层膜的磁化时效。在交换偏置阻断温度以下，老化特性几乎不受温度的影响，而在交换偏置阻断温度以上，老化特性随温度的升高而迅速变化，在此温度范围内，老化特性对磁历史的依赖性发生了质的变化。所观察到的行为是一致的自旋玻璃在交换偏置阻断温度的转变，具有显着的影响，在反铁磁/铁磁双层膜的磁性和磁电现象。
2017-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tuning the Magnetism in Ultrathin CrxTey Films by Lattice Dimensionality
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Centre for Quantum Physics, Key laboratory of advanced optoelectronic quantum architecture and measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
本研究针对二维磁性过渡金属化合物宏观磁性与微观磁交换维度的关联问题，通过实验表征结合密度泛函理论计算，揭示了不同厚度与组分的超薄CrxTey薄膜的磁性差异及晶格维度调控机制，为二维磁性晶体设计提供支撑。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Growth and structure of Ag on bilayer Co nanoislands on Cu(111)
我们利用扫描隧道显微镜研究了Ag在Cu（111）表面双层高Co纳米岛上的生长。已知磁性纳米结构的贵金属覆盖影响磁性，因此生长的知识是重要的。我们发现，银优先成核的钴纳米岛最初离开自由铜网站清洁。此外，我们观察到，那些被Ag覆盖的Co岛几乎完全被覆盖，从而形成了完美的Ag/Co/Cu（111）多层体系。我们观察到Co/Cu（111）上Ag覆盖层的（9 $\times$ 9）重构。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-dependent ferroicity of reversed bilayer: altermagnetism or ferroelectricity
本研究提出双层反向堆叠法设计二维反铁磁体，以AB'堆叠双层PtBr₃验证其本征自旋劈裂及手性调控，并发现AC'堆叠下结合滑动电子学可实现磁电耦合，为相关物理性质研究提供平台。
2024-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping induced multiferroicity and quantum anomalous Hall effect in $α$-In$_2$Se$_3$ thin films
通过第一性原理计算，发现$α$-In$_2$Se$_3$薄膜在适当掺杂下可成为量子反常霍尔绝缘体，且掺杂诱导的磁性依赖于层间极化耦合，从而在同一材料中实现了电可调的多铁性与非平庸能带拓扑的统一。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Controlled Magnetic Exchange and Magnetoelectric Coupling in Bilayer CrI$_2$
双层CrI₂通过堆叠控制磁交换与磁电耦合，实现可调磁性和极化，为自旋电子器件提供新机遇。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Bethe-Slater-curve-like behavior and interlayer spin-exchange coupling mechanisms in two-dimensional magnetic bilayers
层状磁体近年来受到了广泛的关注，然而，其层间自旋交换耦合机制尚未得到揭示。在这里，我们报告了一个Bethe-Slater曲线（BSC）的行为在9个过渡金属二硫属化物双层（MX 2，M=V，Cr，Mn; X=S，Se，Te）和建立层间自旋交换耦合机制，在其范德华间隙使用第一性原理计算。类似于BSC的行为提供了依赖于距离的层间反铁磁（AFM）到铁磁（FM）转变。这一现象的解释与自旋交换耦合机制建立双层CrSe 2作为原型在这项工作中。来自两个相邻界面Se子层的Se pz波函数在层间区域重叠。该区域的自旋取向决定了层间磁耦合。在较短的层间距离，泡利排斥在重叠区域占主导地位，从而有利于反平行取向的自旋，导致层间AFM。对于较长的距离，极化电子在双层中的动能增益平衡了泡利排斥，因此双层更倾向于层间FM状态。因此，AFM-FM转变是泡利排斥和库仑排斥以及动能增益相互竞争的结果。所有这些结果开辟了一条新的路线，以调整层间磁性和揭示的自旋交换耦合机制是最重要的补充，以前建立的。
2020-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Interlayer Coupling and Excitons in Twin-Stacked Two-Dimensional Magnetic CrSBr Bilayers
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究通过双堆叠CrSBr双层实现增强的层间耦合与激子特性，揭示了旋转角度、磁性和激子性质的相互作用。
2026-01-18 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of Bismuth Films at Transition Metal Grain Boundaries
最近的实验表明，Bi杂质偏析形成双层膜的Ni和Cu晶界，但不偏析的Fe。为了解释这些现象，我们用密度泛函理论研究了过渡金属（TM）$Σ$ 3（111）和$Σ$ 5（012）GB上Bi薄膜的总能量.我们的结果与观测到的稳定性一致。我们提出了一个模型来预测Bi双分子层的稳定性在镍GBs，这表明Bi双分子层是不稳定的（111）扭曲CSL GBs，但在大多数（100）扭曲CSL GBs是稳定的。我们研究了Bi和TMs之间的相互作用和成键特征，以解释基于轨道和磁性的局域化的TMs之间的差异。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energetics and magnetism of Co-doped GaN(0001) surfaces: A first-principles stud
采用第一性原理研究了Co掺杂GAN（0001）薄膜的能量、电子和磁性，揭示了表面结构对Co原子间磁耦合的影响。发现在不同的生长条件下，Co原子更倾向于取代表面Ga位。特别地，在富N和适度富Ga条件下，用Co原子替换第一Ga层的CoN/GAN界面结构是优选的，而发现CoGax/GAN界面在极度富Ga条件下是能量稳定的。值得注意的是，在清洁的GAN（0001）表面，Co原子之间的反铁磁耦合是有利的，但在Ga双层GAN（0001）表面，随着Co浓度的增加，FM的存在是可能的。我们的研究为Co掺杂GAN薄膜的实验研究提供了理论依据，并有望使Co：GAN系统在自旋注入器件中获得潜在的应用。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
