A two-dimensional electron gas at the (001) surface of ferromagnetic EuTiO$_{3}$(001)
R. Di Capua, M. Verma, M. Radovic, N. C. Plumb, J. H. Dil, Z. Ristic, E. B. Guedes, G. M. De Luca, D. Preziosi, Z. Wang, A. P. Weber, R. Pentcheva, M. Salluzzo
Studies on oxide quasi-two dimensional electron gas (q2DEG) have been a playground for the discovery of novel and sometimes unexpected phenomena, like the reported magnetism at the surface and at the interface between LaAlO$_{3}$ and SrTiO$_{3}$ non-magnetic materials. However, magnetism in this system is weak and there are evidences of a not intrinsic origin. Here, by using in-situ high-resolution angle resolved photoemission we demonstrate that ferromagnetic EuTiO$_{3}$, the magnetic counterpart of SrTiO$_{3}$ in the bulk, hosts a q2DEG at its (001) surface. This is confirmed by density functional theory calculations with Hubbard U terms in the presence of oxygen divacancies in various configurations, all of them leading to a spin-polarized q2DEG related to the ferromagnetic order of Eu-4f magnetic moments. The results suggest EuTiO$_{3}$(001) as a new material platform for oxide q2DEGs, characterized by broken inversion and time reversal symmetries.
Possible ferrimagnetism and ferroelectricity of half-substituted rare-earth titanate: a first-principles study on Y$_{0.5}$La$_{0.5}$TiO$_3$
具有钙钛矿结构的钛酸盐，包括铁电体（例如，BaTiO $_3$）和铁磁材料（例如，YTiO（$_3$）是重要的功能材料。最近的理论研究预测了应变EuTiO $_3$和钛酸盐超晶格中的多铁性态，其中前者已经被实验证实。在这里，第一性原理计算进行调查Y半取代的LaTiO 3的结构，磁性和电子性质。我们的研究结果表明，由于固有的相竞争，Y $_{0.5}$ La $_{0.5}$ TiO $_3$的磁性敏感地依赖于其结构细节。最低能态是铁磁态，导致0.25 $μ_{\rm B}$ /Ti。此外，Y $_{0.5}$ La $_{0.5}$ TiO $_3$的某些构型表现出混合的非正常极化，这可以显著地受到磁性的影响，从而导致多铁性。由于取代的猝灭无序，具有随机A位离子的真正Y $_{0.5}$ La $_{0.5}$ TiO 3材料可能表现出有趣的弛豫行为。
Electrical transport and optical studies of ferromagnetic Cobalt doped ZnO nanoparticles exhibiting a metal-insulator transition
通过传输和光学测量进一步探索了先前报道的Co掺杂的ZnO 1-o纳米颗粒中观察到的氧空位和室温铁磁有序的相关性（Naeem等人Nanotechnology 17，2675-2680）。在这些颗粒中，室温铁磁有序已被观察到，只有在退火后，在形成气体。在目前的工作中，已经通过漫反射光谱在UV-Vis区域中研究了光学性质，并且已经发现Co掺杂的组合物的带隙随着Co的添加而减小。在Co+2 d-d（四面体对称）晶场跃迁的能量特征处观察到反射极小值，进一步建立了Co在替代位点中的存在。电输运测量的纳米粒子的结晶化样品表明，形成的气体的效果是强烈降低电阻率，随着Co浓度的增加。对于空气退火和非铁磁样品的电阻率作为Co含量的函数的变化是相反的，在合成气体中制备的颗粒中观察到的。当T> 380 K时，随着温度的升高，铁磁样品表现出明显的从绝缘体到金属的转变，并且这种转变随着Co含量的增加而变得更加明显。考虑Calderon等人的模型[M. J. Calderon和S. D. Sarma，Annals of Physics 2007（Accepted doi：10.1016/j.aop.2007.01.010），其中铁磁性从由低温绝缘区域中的极化子介导变为由从高温金属区域中的弱束缚态释放的载流子介导。
Non-volatile Orbital magnetoelectric effect in a two-dimensional electron gas
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble-INP（格勒诺布尔国立理工学院）；SPINTEC（自旋电子学与自旋器件实验室）；Laboratoire Albert Fert（阿尔伯特·费特实验室）；Thales（泰雷兹集团）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Photon Science Division, Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所光子科学部）；Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)（斯特拉斯堡材料物理与化学研究所）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Department of Applied Physics, Indian Institute of Information Technology Vadodara（瓦多德拉印度信息技术学院应用物理系）；Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari（卡利亚里大学物理系）；CNR-IOM（意大利国家研究委员会无机材料与光化学研究所）；Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello,” Universitá di Salerno（萨莱诺大学E.R.凯亚涅洛物理系）；Faculty of Environmental Life, Natural Science and Technology, Okayama University（冈山大学环境生命自然科学与技术学部）
Spin-dependent metastable He ($2^3S$) atom scattering from ferromagnetic surfaces: Potential application to polarized-gas production
自旋极化的三重态亚稳氦（He*）束已被用作表面磁性的探针，但从表面散射过程中自旋状态的变化仍然不清楚。在本研究中，我们探讨了这个问题，通过构建一个装置，使我们能够直接自旋极化的He* 光束的表面和测量的自旋极化的He* 从表面散射。磁六极用于光束极化和自旋分析。在干净的Fe $_3$ O $_4$（100）、H封端的Fe $_3$ O $_4$（100）、苯吸附的Fe $_3$ O $_4$（100）和非磁性Cu（100）表面上的自旋相关He* 散射实验的结果表明，尽管He* 的自旋方向在从这些表面散射期间大部分保持不变，幸存的He* 的自旋翻转散射以高达约0.1的概率发生。我们的结果表明，当He* 和Fe $_3$ O $_4$（100）薄膜的自旋平行时，存活概率较高，这可以基于这种自旋取向的较低He* 共振电离率来理解。基于我们的研究结果，我们估计非极化的He* 气体在与干净的Fe $_3$ O $_4$（100）表面单次碰撞后变为10%的自旋极化。
