Achieving DFT accuracy with a machine-learning interatomic potential: thermomechanics and defects in bcc ferromagnetic iron
我们证明了高斯近似势机器学习框架可以描述复杂的磁势能面，以铁磁性铁作为典型的挑战性案例。训练数据库包括从广义梯度近似下的密度泛函理论获得的总能量、力和应力，并且包括大约150，000个局部原子环境，范围从原始和缺陷体配置到具有不同晶体学取向的表面和广义堆垛层错。我们发现GAP模型的结构，振动和热力学性质与直接从第一原理电子结构计算得到的结果非常一致。有很好的可移植性的数量，如Peierls能量障碍，这是确定在很大程度上由原子配置，不是训练集的一部分。我们观察到的好处和需要使用高度收敛的电子结构计算采样的目标势能面。最终的结果是一个系统的改进潜力，可以达到相同的精度的密度泛函理论计算，但在一小部分的计算成本。
2017-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism in iron at high pressures
使用基于第一性原理的磁紧束缚总能量模型，计算了铁（fcc或$γ$ -Fe，和hcp或$ε$-Fe）以及铁磁bcc铁（$α$ -Fe）中各种有序自旋构型的磁化能和磁矩。对于hcp，最小化不利的铁磁最近邻排序的非共线反铁磁自旋配置是最低能量状态，并且在高达约75 GPa时比非磁性$ε$铁更稳定。考虑非共线磁性产生更好的协议与实验的状态方程，相比之下，非磁性状态方程，这是在50 GPa以下的实验较差的协议。
2003-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Cubic to hexagonal iron phase transition promoted by interstitial hydrogen
利用从头计算密度泛函理论研究了间隙氢对铁沿Bain途径从bcc到hcp相变的热力学作用。杂质产生内部应力场，该应力场可以通过晶格的四元畸变释放，促进bcc（铁磁）$\rightarrow$ fcc（受抑反铁磁）$\rightarrow$ hcp（铁磁）转变。铁的晶格转变伴随着强烈的磁重组和晶胞体积的突然变化，这可能是铁在吸氢时脆化和机械失效的原因之一。
2011-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Optimized Orthogonal Basis Tight Binding. Application to Iron
利用密度泛函理论中原子轨道线性组合方法与Slater Koster双中心紧束缚模型之间的形式联系，导出了铁原子的正交$d$带紧束缚模型，该模型只需要两个拟合参数.由此产生的紧束缚模型正确地预测了低能铁相的能量有序性，包括铁磁BCC，反铁磁FCC，HCP和拓扑密堆积结构。未包括在拟合中的测试结构的能量学与包括的能量学一样好地再现，从而证明了模型的可转移性。简单模型也给出了一个很好的描述的空位形成能在铁磁的BCC和FCC铁晶格。
2011-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Low relaxation rate in a low-Z alloy of iron
铁磁进动中最长的弛豫时间和最尖锐的频率含量由本征（Gilbert）弛豫速率\emph{$G$}决定。多年来，纯铁（Fe）具有所有纯铁磁金属或二元合金的最低已知值$G=\textrm{57 Mhz}$。我们表明，具有钒（V）的外延铁合金具有$G$值显着减少，在27%V的35 $\pm$ 5兆赫的结果可以理解为自旋轨道耦合在产生弛豫的作用，减少通过原子序数$Z$。
2006-12-30 cond-mat.mtrl-sci
The phonon softening due to melting of the ferromagnetic order in elemental iron
我们研究的基本问题的晶格动力学的金属铁磁体的制度中，静态的长程磁序被取代的波动的本地时刻嵌入在金属主机。我们使用\textit{ab initio}密度泛函理论（DFT）+嵌入式动力学平均场论（eDMFT）泛函方法来研究铁多晶型的动力学稳定性和声子随温度的软化。我们表明，非谐波和非均匀声子软化测量铁是一个结果的熔融的长程铁磁秩序，是无关的一阶结构转变从BCC的FCC阶段，通常假设。我们预测，BCC结构是动态稳定的，在正常压力下，在所有温度下，只有BCC- $α$和BCC- $δ$相的铁之间的不稳定。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sub-micrometer yttrium iron garnet LPE films with low ferromagnetic resonance losses
采用液相外延（LPE）技术生长了（111）钇铁石榴石（YIG）薄膜，其厚度约为100 nm，表面粗糙度低至0.3 nm，可作为微结构光波导中自旋波传输实验的基础材料。连续应变薄膜表现出几乎完美的结晶度，没有显着的镶嵌性和有效的晶格失配Δ a（垂直）/a（衬底）~10-4和以下。膜/基底界面非常尖锐，没有形成宽的互扩散层。所有的LPE膜都表现出接近块状的饱和磁化强度，（1800 ± 20）Gs，面内矫顽场<0.2 Oe，面内磁各向异性较弱，饱和场<1.5 Oe时具有明显的六重对称性，面外磁各向异性不明显，但是检测到有效磁化强度对晶格失配的弱依赖性。最大的铁磁共振线宽被确定为1.4 Oe@6.5 GHz，这是迄今为止报道的最低值为100 nm厚度及以下的YIG膜。研究的LPE膜的吉尔伯特阻尼系数估计接近1 × 10-4。
2016-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Gilbert Damping Parameters of Epitaxially-Stabilized Iron Gallium Thin Films from Ferromagnetic Resonance
The Ferroelectronics Laboratory, University of Michigan（密歇根大学铁电实验室）；Imec（imec研究所）；Department of Materials Science and Engineering, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系）
研究了 epitaxially-stabilized 铁镓薄膜的 Gilbert 阻尼参数，发现其随镓浓度增加而减小，揭示了磁弹性耦合与阻尼变化的关系。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic relaxation in bilayers of yttrium iron garnet/platinum due to the dynamic coupling at the interface
我们发现，在铁磁（FM）/正常金属（NM）双层膜的动态耦合在界面处转移一个额外的磁弛豫的重阻尼运动的传导电子自旋在NM层的FM自旋。而FM弛豫率由于两个磁振子散射和自旋泵随FM膜厚度的增加而迅速下降，由于动态耦合的阻尼不依赖于FM膜厚度。所提出的机制解释了非常大的加宽的铁磁共振线在厚膜的钇铁石榴石后，沉积的Pt层。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Exploring magnetic anisotropy in bcc-structured ferromagnetic thin films with three spin layers using the fourth order perturbed Heisenberg Hamiltonian
本研究利用四阶微扰海森堡哈密顿量分析具有三个自旋层的体心立方铁磁薄膜，发现中间层二阶磁各向异性常数小于上下层时能量最低，且各向异性常数互换不影响应力诱导各向异性极大值，相邻易难磁化方向夹角约90度。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Composite Self-Arrangement in Iron-Implanted Epitaxial Palladium Thin Films
我们报告的稀$Pd_{1-x}Fe_x$组合物的形成下的离子束注入外延钯薄膜的可调磁性能。通过将$40 keV$和$3.0\cdot10^{16}$离子分别注入到MgO（001）衬底上的钯膜中，获得了平均铁含量为$0.025$、$0.035$或$0.075$的$ions/cm^2$二元合金。结构和磁性研究表明，铁原子占据规则的fcc-晶格Pd-网站没有任何二次结晶相的形成。所有铁离子注入的Pd薄膜在低温下（低于$200 K$）都表现出铁磁性，居里温度和饱和磁化强度都由注入的铁离子剂量决定。与Fe含量相近的分子束外延生长的$Pd_{1-x}Fe_x$合金薄膜的磁性能相比，Fe离子注入的Pd薄膜具有较弱的面内磁晶各向异性，从而具有较低的矫顽力。在注入的$Pd_{1-x}Fe_x$膜中观察到的多个铁磁共振表明由于旋节分解成具有相同晶体对称性但不同铁含量的区域（推测为层）而形成磁不均匀状态。多相磁结构相对于在$770 K$的真空退火是稳健的，尽管朝向定义明确的局部$Pd-Fe$组合物发展。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microscopic origin of Heisenberg and non-Heisenberg exchange interactions in ferromagnetic bcc Fe
利用第一性原理计算，我们在微观水平上研究了铁磁性体心立方铁中交换耦合的性质。分析基本电子结构揭示了$E_g$和$T_{2g}$对称性的$3d$轨道之间的巨大差异。后者定义了费米面的形状，而前者形成弱相互作用的杂质能级。我们证明，作为一个结果，在铁的$T_{2g}$轨道参与交换相互作用，这是只有弱依赖于配置的自旋矩，因此可以被归类为海森堡类。这些耦合被证明是由费米面嵌套驱动。相反，对于$E_g$状态，海森堡图像被打破，因为交换相互作用的相应贡献被证明强烈依赖于它们被提取的参考状态。对最近邻耦合的分析表明，$E_g$态之间的相互作用主要与相应的跳跃积分成正比，因此可以归因于双交换起源。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Near-Room-Temperature Ferromagnetic Behavior of Single-Atom-Thick 2D Iron in Nanolaminated Ternary MAX Phases
本文通过同晶置换反应合成Ta2FeC、Ti2FeN和Nb2FeC三种含单原子厚二维铁层的三元磁性MAX相，其居里温度接近室温，饱和磁化强度比部分Fe取代的V2(Sn,Fe)C高近两个数量级，为利用MAX相模板设计二维铁磁材料提供了新途径。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale machine-learning interatomic potentials for ferromagnetic and liquid iron
我们开发并比较了四种铁原子间势：一个简单机械学习的嵌入原子方法（EAM）势，一个机器学习的两体和三体相关项的势，一个机器学习的EAM和三体项的势，以及一个SOAP描述符的高斯近似势。所有的势都被训练到用密度泛函理论计算的体心立方和液体结构的相同的不同数据库。四个潜在的代表不同层次的复杂性和跨越三个数量级的计算成本。前三个潜在的制表和评估有效地使用三次样条插值，而第四个实施没有额外的优化。我们比较和讨论的优势，每一个实施，可转移性和适用性方面的平衡所需的精度与计算成本。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Sign of inverse spin Hall voltages generated by ferromagnetic resonance and temperature gradients in yttrium iron garnet|platinum bilayers
我们进行了协调一致的努力，以确定由自旋电流注入到正常金属中产生的反自旋霍尔效应电压的绝对符号。我们专注于钇铁石榴石（YIG）|铂双层在室温下，产生自旋电流的微波和温度梯度。我们发现不同的样品和测量设置与理论一致的结果。我们建议一个右手定则来定义一个正的自旋霍尔角对应于与预期的电压为简单的情况下的散射的自由电子从排斥库仑电荷。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Slow Relaxation of Spin Structure in Exotic Ferromagnetic Phase of Ising-like Heisenberg Kagome Antiferromagnets
在角共享晶格中，磁挫挫导致基态的宏观简并，这阻碍了系统的有序化。然而，如果简并组态的系综具有某种全局结构，系统可能会出现对称性破缺现象，从而导致有限温度相变。作为这类情形的一个典型例子，我们研究了kagome晶格上类Ising海森堡反铁磁模型的磁相变。在那里，一个相变的二维铁磁伊辛普适类发生伴随着均匀的自发磁化。由于有序相中的宏观简并性，发现该系统表现出熵驱动的有序化过程，其定量特征是“风向标环”的数量。我们研究这种新型的慢松弛定期受挫系统。
2007-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Third order perturbed modified Heisenberg Hamiltonian of fcc structured ferromagnetic films with seventy spin layers
用三阶微扰海森堡哈密顿量描述了自旋层数达70层的面心立方结构铁磁薄膜的磁性。通过改变自旋层数，研究了磁性材料的易磁化方向、易磁化方向和难磁化方向的磁能、磁各向异性能以及易磁化方向和难磁化方向夹角的变化规律。模型中考虑了自旋交换作用、磁偶极作用、二阶和四阶磁各向异性、面内和面外外加磁场、退磁因子和应力感生各向异性。由于磁偶极相互作用和退磁因子分别代表样品的微观和宏观性质，因此这两个项都被纳入我们的理论模型中。虽然我们的模型是一个半经典的模型，一些离散的易轴角的变化被观察到。我们的理论数据与Fe和Ni铁磁薄膜的实验数据定性一致。
2017-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effect of iron-doping on spin-state transition and ferromagnetism in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$CoO$_{3-δ}$ cobalt oxides
对多晶Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O $_{3-δ}$（$x$ = 0、0.05、0.10和0.15）样品进行电阻率和直流磁化测量。所制备的样品表现出铁磁（FM）转变，转变温度随着铁掺杂量的增加而增加。高氧压退火诱导了\emph{iron-free}样品中Co离子的自旋态转变，并且这种转变随着退火氧压的增加而增强，而高氧压退火抑制了铁磁有序。与\emph{iron-free}样品的情况相反，\emph{iron-doped}样品在高氧压下退火没有引起自旋态转变，并且铁磁转变温度几乎与退火过程无关。\emph{iron-free}样品在高氧压下退火后自旋态转变的增强应归因于晶胞体积的减小。Fe掺杂对自旋态跃迁的抑制与晶胞体积的增大以及Fe-O键比Co-O键强有关。铁掺杂对铁磁性的增强可能源于Fe $^{3+}$和Co $^{4+}$之间通过氧的铁磁交换相互作用（Fe $^{3+}$ -O-Co $^{4+}$）。
2005-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Temperature Quantum Anomalous Hall Insulators in Lithium-Decorated Iron-Based Superconductor Materials
量子反常霍尔（QAH）绝缘体是研究突现拓扑量子效应的关键材料，但其超低的工作温度限制了实验的进行。通过第一性原理计算，我们发现层状铁基超导体材料FeX（X = S，Se，Te）中存在一族稳定的锂掺杂二维结构，并预测了该二维材料中存在室温铁磁半导体和大禁带高Chern数QAH绝缘体.由Li到Fe的电子注入引起的极其鲁棒的铁磁有序，并由2D Fe层中的强铁磁动力学交换稳定。在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下，铁磁性将系统极化成受镜像对称保护的半狄拉克半金属态，SOC效应导致镜像对称的自发破缺并引入狄拉克质量项，从而产生具有相当大的能隙（几十meV）和多个手征边缘模式的QAH态。我们还发现了一个三维QAH绝缘体相，其特征在于在体LiOH-LiFeX中具有宏观数量的手性导电通道。这些发现为在高温下实现新的QAH物理和应用开辟了新的机会。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of thermal spin pumping by orbital angular momentum of rare earth iron garnet
在铁磁和非磁性金属的双层中，自旋泵浦可以由热梯度产生。自旋电流的产生取决于界面的自旋混合电导和铁磁层的磁性。稀土铁石榴石由于其低的本征阻尼，常被用作自旋塞贝克实验中的铁磁层。然而，它实际上是一个反铁磁耦合磁晶格的亚铁磁，稀土铁石榴石的稀土磁晶格对热自旋泵浦的贡献还不是很清楚。在这里，我们专注于镧系元素的磁性的影响，并表明，稀土铁石榴石的轨道角动量增强热自旋电流产生的镧系元素取代的钇铁石榴石。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Reciprocal space study of Heisenberg exchange interactions in ferromagnetic metals
固体磁性的现代量子理论通常是用格林函数形式推导出来的。它的受欢迎程度来自于捕捉交换相互作用的微观景观的绝佳机会，从电子结构的紧束缚表示开始。事实上，传统的方法的无穷小自旋旋转，考虑在本地力定理，开辟了广阔的前景调查有关的磁环境，以及成对的原子耦合。然而，这一理论概念实际上并不缺乏内在的矛盾。特别是，自然预期之间的对应关系单和成对的无穷小自旋旋转数值显示发散。在本工作中，我们详细阐述了体心立方铁的模型例子和典型情况下，这个问题。我们的分析推导发现的主要偏好的现场磁性前体，如果个别原子相互作用的组合物的焦点。提出了基于倒易空间框架的原始技术，解决了在考虑金属化合物时空间收敛极慢甚至不收敛的问题。使用基本的傅里叶变换启发建议的技术和传统的空间表示之间的互连，我们揭示了对称性破缺bcc铁的轨道分解的总交换周围的水平。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Iron-based n-type electron-induced ferromagnetic semiconductor
载流子诱导铁磁半导体（FMS）已经被深入研究了几十年，因为它们具有传统金属材料无法实现的新功能。其中包括通过电选通或光照射控制磁性的能力，同时充分继承了半导体材料的优势，如能带工程。然而，原型FMS，如（In，Mn）As或（Ga，Mn）As，总是p型的，这使得它很难在实际的自旋器件中使用。这是因为这些材料中的锰（Mn）原子作为局部磁矩和受主起作用，为载流子介导的铁磁性提供空穴。在这里，我们表明，通过引入铁（Fe）到InAs中，它是可能的制造一个新的FMS的能力，控制铁磁性的Fe和独立的载流子掺杂。尽管普遍认为四面体Fe-As键是反铁磁的，我们证明了（In，Fe）As掺杂电子的行为是n型电子诱导的FMS，几十年来半导体自旋电子学的一块缺失。这一成就为实现新型自旋器件（如自旋发光二极管或自旋场效应晶体管）开辟了道路，并有助于理解FMS中载流子介导的铁磁性机制。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of oxygen doping and oxidation state of iron on the electronic and magnetic properties of BaFeO$_{3-δ}
采用密度泛函方法，采用广义梯度近似和GGA+U方法研究了立方相钙钛矿BaFeO $_{3-δ}$（$0 \le δ\le 0.5$）的结构、电子和磁性.根据我们的计算，BaFeO $_3$在其化学计量立方结构中应该是半金属和强铁磁的，具有极高的居里温度（$T_C$）700 - 900 K。然而，$T_C$的这种估计与所有可用的实验不一致，这些实验报告BaFeO $_3$和未掺杂的BaFeO $_{3-δ}$膜的$T_C$在111 K和235 K之间变化，或者，在那里没有检测到铁磁顺序。拟合计算的x射线磁性圆二色光谱的实验功能看到的BaFeO $_3$，我们得出结论，在我们的模型中的氧空位的存在下，使一个很好的协议。因此，在BaFeO $_3$中测得的相对低的$T_C$可以通过材料中固有存在的氧空位来解释。由于O空位附近的铁物种将它们的氧化态从$4+$改变为$3+$，Fe $^{4+}$和Fe $^{3+}$之间的相互作用（其是反铁磁性的）削弱了系统中的有效磁相互作用（其主要是铁磁性的）。随着BaFeO $_{3-δ}$中$δ$的增加，其$T_C$减小到磁序变为反铁磁时的临界值。我们对BaFeO $_{3-δ}$的电子结构的计算说明了铁磁性是如何产生的，以及如何在远高于室温的温度下保持这种立方钙钛矿的强铁磁性。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Cavity quantum electrodynamics with ferromagnetic magnons in a small yttrium-iron-garnet sphere
将集体自旋激发与具有高协同性的腔体混合，为腔量子电动力学提供了一个新的研究课题，并在量子信息方面具有潜在的应用前景。在这里，我们报告了一个小的钇铁石榴石（YIG）球在低温和室温下与铁磁磁振子腔量子电动力学的实验研究。我们第一次观察到一个强耦合的同一腔模式的铁磁共振（FMR）模式和静磁（MS）模式附近的FMR在量子极限。这是在~ 22 mK的温度下实现的，其中腔中的平均微波光子数小于1。在室温下，我们还观察到在同一YIG球中腔模与FMR模的强耦合，并发现FMR模的阻尼率略有增加。这些观测结果揭示了FMR模式对温度的非凡鲁棒性。然而，MS模式变得不可观察到在室温下，在所测量的透射谱的微波腔含有YIG球。我们的数值模拟表明，这是由于MS模式的阻尼率急剧增加。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ferromagnetic films with three to twenty spin layers as described using second order perturbed Heisenberg Hamiltonian
首次采用修正的二阶微扰海森堡哈密顿量来描述具有3 ~ 20个自旋层的铁磁薄膜的磁性。以前，我们在一定的假设条件下，找到了二至五层铁磁薄膜的二阶微扰海森堡哈密顿量的解。本文通过计算矩阵C的伪逆，在不作任何假设的情况下给出了精确解。考虑了自旋交换相互作用、二阶磁各向异性、四阶磁各向异性、应力感生磁各向异性、退磁因子、面内磁场、面外磁场和磁偶极相互作用等8个磁参数。使用3-D和2-D图的总磁能与这些磁性参数的易和难的方向。在许多情况下，容易和困难方向之间的角度接近107度。易磁化轴从平面外逐渐旋转到平面内，这表明对于具有较高自旋层数目的膜，易磁化轴具有优选的平面内取向。这些理论结果与铁磁薄膜的一些实验研究数据相吻合。
2017-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
The Pair Approximation method for the ferromagnetic Heisenberg model with spin $S=1$ and arbitrary range of interactions. Application for the magnetic semiconductor CrIAs
对自旋为$S=1$的各向同性铁磁Heisenberg模型建立了对近似方法。考虑了任意范围的交换作用。考虑了单离子各向异性和外加磁场的影响。在该方法中，吉布斯自由能已被导出，从该方法中可以自洽地获得所有的热力学性质。为了说明发展的形式主义，数值计算已经进行了CrIAs平面磁性半导体，一个假设的材料，其存在最近已被预测的密度泛函理论为基础的计算。对于这种模型材料，所有相关的热力学磁性进行了研究。数值结果已在图中给出并进行了讨论。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Multipartite Entanglement and Quantum Sensing in a Spin-5/2 Heisenberg Molecular Iron(III) Triangle
该研究用精确对角化分析自旋-5/2 Fe$_3$ Heisenberg三角形，揭示磁场调控的二部与三部纠缠及温度极限，并提出基于Dicke态和局部磁场的量子传感协议。
2025-01-12 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Third order perturbed Heisenberg Hamiltonian of sc ferromagnetic films with fifty spin layers
用三阶微扰海森堡哈密顿量计算了10 ~ 50自旋层简立方结构铁磁薄膜的磁能。通过绘制三维能量-角度图和应力诱导各向异性图，确定了能量最小值和最大值对应的应力诱导各向异性值。通过绘制在这些不同的应力诱导各向异性值下的能量与角度的曲线图，确定了易取向和难取向。磁的易磁化方向和难磁化方向与曲线的能量最小值和最大值有关。为自旋交换相互作用绘制了类似的图，以确定易磁化方向和难磁化方向。通过保持每个自旋层数的所有磁能参数为恒定值，绘制能量与角度的图，以确定磁易磁化方向、硬磁化方向和相应能量随自旋层数的变化。随着自旋层数的增加，易磁化轴逐渐从面外旋转到面内。此外，磁各向异性能随着自旋层的数目而增加。
2017-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ferromagnetic Quantum Critical Point Induced by Tuning the Magnetic Dimensionality of the Heavy-Fermion Iron Oxypnictide Ce(Ru$_{1-x}$Fe$_x$)PO
我们已经进行了31 P-NMR测量的c轴取向的多晶Ce（Ru 1-xFex）PO的二维层状结构，以了解TCurie抑制的Fe替代的起源。从面内和面外磁涨落以及静态自旋磁化率与面内磁涨落的关系，研究了磁涨落特性随x的变化。结果发现，三维铁磁（FM）的相关性是占主导地位的，并引起FM有序CeRuPO。随着x的增加，面外涨落被显著抑制，并且发现FM涨落在FM量子临界点（QCP）附近变为二维。我们的NMR结果强烈表明，一个独特的FM QCP在Ce（Ru 1-xFex）PO诱导沿c轴的磁相关的抑制，这是一个不同的机制，从重费米子化合物中推测。
2013-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic and antiferromagnetic spin fluctuations and superconductivity in the hcp-phase of Fe
高纯铁在压力下转变为hcp相，最近有报道称在150-300 kBar的压力范围内超导。计算了六方晶系铁在不同体积下的电子结构和电子-声子耦合（$λ_{ph}$）。本文提出了一种由铁磁和反铁磁自旋涨落计算耦合常数$λ_{sf}$的无参数理论。计算的$λ_{sf}$足够大，特别是从FM波动来解释超导性。结果表明，自旋涨落介导的超导性比电子-声子相互作用更有可能。
2001-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spinons and helimagnons in the frustrated Heisenberg chain
利用玻色化和含时密度矩阵重整化群算法研究了具有铁磁最近邻（J1<0）和反铁磁次近邻（J2>0）交换的海森堡链的动力学自旋结构因子S（q，w）.对于|J1| <<J ~ 2和低能情况，我们解析地找到并数值地证实了两个具有不同速度和不同谱权的自旋支。随着J_1/J_2的减小，S（q，w）的演化，我们发现helimagnons在进入铁磁相之前以高能量发展。此外，我们表明，最近的中子散射数据的解释LiCuVO 4在两个弱耦合的反铁磁链（|J_1| << J2）是不可行的。我们证明，数据完全符合占主导地位的铁磁耦合，J1/J2 ~-2。
2012-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Application of the Projected Dynamics Method to an Anisotropic Heisenberg Model
投影动力学方法最初是为了研究铁磁离散自旋模型中的亚稳衰变而发展起来的。在这里，我们将其应用到一个经典的，连续的海森堡模型与各向异性铁磁相互作用，它的发展下的蒙特卡洛动态。各向异性足够大，可以与伊辛模型进行比较。我们描述了投影动力学方法，以及如何将其应用到这个连续自旋系统。我们还讨论了如何提取亚稳态寿命，以及如何从小系统外推到更大的系统。
1999-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
New Diluted Ferromagnetic Semiconductor isostructural to 122 type iron pnictide superconductor with TC up to 180 K
稀磁半导体由于其在自旋电子学器件中的潜在应用而受到广泛关注。自20世纪90年代以来，（Ga，Mn）As原型系统得到了广泛的研究。同时自旋和电荷掺杂通过杂价（Ga 3+，Mn 2+）取代，但是，导致严重有限的溶解度，没有散装标本的可用性。以前，我们合成了一种新的稀释的铁磁半导体体Li（Zn，Mn）As的Tc高达50 K，其中等价的（Zn，Mn）自旋掺杂分离通过Li浓度的电荷控制。本文报道了一种新的稀磁半导体（Ba_（1-x）K_x）（Zn_（1-y）Mn_y）_2As_2的合成，它与铁122系统同构，其中空穴通过（Ba ~（2+），K ~（1+））掺杂，自旋通过（Zn ~（2+），Mn ~（2+））取代。x=0.1-0.3和y=0.05-0.15的体相样品表现出铁磁有序性，其Tc可达180 K，与Ga（MnAs）的高Tc记录相当，明显高于Li（Zn，Mn）As。此外，（Ba，K）（Zn，Mn）_2As_2与半导体BaZn_2As_2、反铁磁BaMn_2As_2和超导（Ba，K）Fe_2As_2具有相同的122晶体结构，这使它们在多层功能器件的开发中具有广阔的应用前景。
2013-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Broken inversion symmetry in van der Waals topological ferromagnetic metal iron germanium telluride
本研究利用SHG技术证实碲化锗铁存在反演对称性破缺，揭示其空间群由P63/mmc降至极性P3m1，并阐明Fe空位有序与温度鲁棒性，为其本征自旋轨道转矩和拓扑极性金属态提供结构依据。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Ferromagnetic Quantum Critical Point in Heavy-Fermion Iron Oxypnictide Ce(Ru$_{1-x}$Fe$_x$)PO
我们对Ce（Ru_{1-x} Fe_{x}）PO进行了~（31）P-NMR测量，以研究铁磁（FM）量子临界性，因为具有二维结构的重费米子（HF）铁磁体CeRuPO通过等价Fe取代Ru而转变为HF顺磁体。我们发现Ce（Ru_{0.15} Fe_{0.85}）PO在低至\sim 0.3 K时表现出临界涨落，同时Fe取代对居里温度和有序矩的持续抑制。这些实验结果表明，FM量子临界点（QCP）的存在下，在x \sim 0.86，这是一个罕见的例子巡回铁磁体。此外，我们还指出Ce（Ru_{0.15} Fe_{0.85}）PO的临界行为与YbRh_{2} Si_{2}中的临界行为有相似之处，其中讨论了$f$电子的局域临界性.发现Ce（Ru_{1-x} Fe_{x}）PO是研究HF化合物FM量子临界性的新体系。
2012-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controlling Ferromagnetic Ground States and Solitons in Thin Films and Nanowires built from Iron Phthalocyanine Chains
酞菁铁（FePc）是一种分子半导体，其结构单元是一维铁磁链。我们表明，它的光学和磁性的生长策略，获得超过1 T的极高的折射率和调制之间的交换常数15和29 K，通过调整晶体相切换从有机分子束沉积，生产连续的薄膜的纳米晶体与控制的取向，有机气相沉积，生产超长纳米线。磁化测量分析使用一套概念和简单的公式具有广泛的适用性，所有一维铁磁链。他们表明，FePc是最好的描述海森堡模型与偏好的时刻位于分子平面，其中链哈密顿量是非常相似的经典无机磁铁CsNiF 3，但铁磁，而不是反铁磁链间相互作用。孤立子图像很好地描述了大磁场中的数据，其中主导（且拓扑非平凡）自由度是移动的一维磁畴壁，这对于CsNiF 3是成功的，而在低温和低温下，则通过超居里-外斯定律1/（T^2+theta^2）描述了近一维xy和海森堡铁磁体的特征。控制FePc系统的分子取向和铁磁性的能力，并将它们作为薄膜或纳米线在柔性衬底上产生，连同先前报道的铜和钴类似物的纳米线的优异晶体管特性，使它们潜在地可用于磁光和自旋电子器件。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic spin-wave theory for yttrium-iron garnet films
受最近铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）薄膜实验的启发，我们发展了一种有效的微观方法来计算这些系统的自旋波谱。我们使用一个有效的量子海森堡模型的铁磁最近邻交换和长程偶极-偶极相互作用的立方晶格上的实验相关的磁振子带的YIG模型。通过Holstein-Primakoff变换和截断在二次阶玻色子的自旋自由度的玻色化后，我们得到的自旋波谱实验相关的参数，而无需进一步近似的数值对角化，使用有效的Ewald求和技术进行偶极求和。我们比较我们的数值结果与两种不同的解析近似和预测的基础上的唯象Landau-Lifshitz方程。
2009-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helicoidal ordering in iron perovskites
我们考虑磁有序的材料与负电荷转移能量，如铁钙钛矿氧化物。我们发现，对于导带中大量的氧空穴，双交换机制有利于金属（如SrFeO_3）和具有小禁带的绝缘体（如CaFeO_3）中的螺旋自旋有序而不是铁磁自旋有序.我们讨论了这些材料的磁激发谱和压力对磁有序的影响。
2004-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic and incommensurate spin fluctuations in hcp iron and some other nearly magnetic metals
我们提出了一个从头算理论形式的静态顺磁自旋磁化率的金属在有限温度下。由于考虑了相对论效应，例如自旋-轨道耦合，我们可以确定自旋涨落的各向异性或易磁化轴。计算结果表明，hcp铁在T_N = 69 K以下，在最低压力下不稳定到ab平面的无公度反铁磁（AFM）模（与嵌套费米面有关）。随着压力的增加，T_N迅速下降到零。计算的钇的磁化率是一致的螺旋，不相称的AFM秩序中发现的许多稀土稀钇合金。最后，根据实验数据，我们发现三重态超导体Sr_2RuO_4正常态的无公度AFM和铁磁自旋涨落的易磁化轴分别垂直和平行于晶体c轴.
2002-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Waves in 2D ferromagnetic square lattice stripe
在这项工作中，面积和边缘自旋波计算进行了使用海森堡哈密顿量和三对角方法的二维铁磁正方形晶格条纹，其中SW模式的特征在于由一个一维的平面波矢量$q_x$。结果表明，面自旋波和边自旋波只以光学模的形式存在。在二维海森堡反铁磁正方晶格中也可以看到这种行为。在2D正方形晶格中不存在声学模式是由正方形晶格内部的NN交换的几何约束仅允许光学模式的事实来解释的。我们认为，这种意想不到的行为的自旋波在二维正方形晶格可能是有用的实现高温超导的解释。
2011-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
