The delicate balance between spin-orbit coupling, Coulomb repulsion and crystalline electric field interactions observed in Ir-based oxides is usually manifested as exotic magnetic behavior. Here we investigate the evolution of the exchange coupling between Co and Ir for partial La substitution by Ca in La$_{2}$CoIrO$_6$. A great advantage of the use of Ca$^{2+}$ as replacement for La$^{3+}$ is the similarity of its ionic radii. Thus, the observed magnetic changes can more easily be associated to electronic variations. A thorough investigation of the structural, electronic and magnetic properties of the La$_{2-x}$Ca$_{x}$CoIrO$_6$ system was carried out by means of synchrotron x-ray powder diffraction, muon spin rotation and relaxation ($μ$SR), AC and DC magnetization, XAS, XMCD, Raman spectroscopy, electrical resistivity and dielectric permittivity. Our XAS results show that up to 25% of Ca substitution at the La site results in the emergence of Co$^{3+}$, possibly in high spin state, while the introduction of larger amount of Ca leads to the increase of Ir valence. The competing magnetic interactions resulting from the mixed valences lead to a coexistence of a magnetically ordered and an emerging spin glass (SG) state for the doped samples. Our $μ$SR results indicate that for La$_{2}$CoIrO$_6$ a nearly constant fraction of a paramagnetic (PM) phase persists down to low temperature, possibly related to the presence of a small amount of Ir$^{3+}$ and to the anti-site disorder at Co/Ir sites. For the doped compounds the PM phase freezes below 30 K, but there is still some dynamics associated with the SG. The dielectric data obtained for the parent compound and the one with 25% of Ca-doping indicate a possible magnetodielectric effect, which is discussed in terms of the electron hopping between the TM ions, the anti-site disorder and the distorted crystalline structure.
Exploring the structural, electronic, magnetic, and magneto-optical properties of double perovskites $\text{Ca}_2\text{TMIrO}_6$ (TM=Fe, Co) through first principles study
Random singlet physics in exchange disordered 2D triangular YbCu$_{1.14}$Se$_2$
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
Role of composition-tuned disorder on magnetic exchange interactions in NiRuMnGa
National Institute of Technology Andhra Pradesh（安得拉邦国立技术学院）；Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（布兰普尔科学教育与研究所）；ENSICAEN, UNICAEN（恩西卡昂大学，卡昂大学）
The interplay between double exchange, super-exchange, and Lifshitz localization in doped manganites
考虑到Mn被Fe或Ga取代所引起的锰氧化物的无序，我们完成了在以前的论文中开始的掺杂锰氧化物的系统研究。为此，一个无序的模型制定和解决使用变分平均场技术。在所考虑的情况下，双交换、超交换和无序之间的微妙相互作用对T_C对Mn取代百分比的依赖性产生类似的影响。然而，在La $_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ Mn $_{1-y}$ Ga $_y$ O $_3$中，我们的结果表明$y\approx 0.1-0.2$存在量子临界点（QCP），与导带电子态的局部化有关。对于La $_x$ Ca $_x$ Mn $_{1-y}$ Fe $_y$ O $_3$（含$x=1/3,3/8$），预期无此类QCP。
Modeling magnetic evolution and exchange hardening in disordered magnets: The example of Mn$_{1-x}$Fe$_x$Ru$_2$Sn Heusler alloys
我们演示了如何交换硬化可以出现在化学无序的固溶体从第一性原理统计力学的方法。一个通用的混合基化学和磁性集团展开已被开发，并应用到Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Ru $_2$ Sn Heusler合金系统;单相固溶体之间的反铁磁性\ch{MnRu2Sn}和铁磁性\ch{FeRu2Sn}与无序的Mn/Fe亚晶格，表现出意想不到的交换硬化。蒙特卡罗模拟适用于集群膨胀能够再现实验测得的磁转变温度和体磁化作为组合物的函数。一个网站周围的磁排序被证明是依赖于不仅散装组合物，但也对该网站的身份和该网站周围的本地组合物。模拟预测，本地反铁磁有序内形成一个散装铁磁区域在中间组成，驱动交换硬化。此外，反铁磁区域在比铁磁区域更低的温度下无序，为实验观察到的交换硬化随温度升高而降低提供了原子论解释。这些影响发生在太小的长度尺度上，无法用以前使用的表征技术来解决。
Exchange Interactions Mediated by Non-Magnetic Cations in Double Perovskites
建立控制交换相互作用的物理机制是探索诸如实际材料中的量子自旋液体（QSL）等奇异相的基础。在这项工作中，我们解决交换相互作用的Sr 2CuTe $_{1-x}$ W $_{x}$ O，一系列的双钙钛矿，实现自旋1/2的正方形晶格，并建议窝藏QSL基态所产生的随机分布的非磁性离子。我们的{ \it ab initio}多参考组态相互作用计算表明，用W原子取代Te原子改变了由最近邻到次最近邻的主导耦合，解释了非磁性离子的未占态在超超交换机制中的关键作用。结合自旋波理论模拟，我们计算的交换耦合提供了一个很好的描述的非弹性中子散射光谱的终端化合物，以及解释的磁激发在Sr 2 CuTe $_{0.5}$ W $_{0.5}$ O作为新兴的键无序交换耦合。我们的研究结果提供了至关重要的理解交换相互作用中的非磁性阳离子的作用铺平了道路，以进一步探索QSL相键无序材料。
Large Itinerant Electron Exchange Coupling in the Magnetic Topological Insulator MnBi2Te4
拓扑材料中的磁性产生了表现出量子化输运现象的相，在自旋电子学和量子信息中有应用。这种相的出现依赖于局域自旋和包含拓扑能带的巡回态之间的强相互作用，以及随后交换能隙的形成。然而，这种相互作用从未在任何内禀磁性拓扑材料中测量过。使用多峰的方法，这种交换相互作用的测量MnBi 2 Te 4，第一个实现的内禀磁性拓扑绝缘体。询问非平衡自旋动力学，巡回乐队被发现表现出强烈的交换耦合本地化锰自旋。动量分辨的超快电子散射和磁光测量表明，巡游自旋通过电子-声子散射在皮秒时间尺度上的无序。局部Mn自旋，探测共振X射线散射，无序同时与巡回自旋，尽管从初始激发大力去耦。使用原子模拟对结果进行建模，估计定域自旋和巡回自旋之间的交换耦合比超交换相互作用大100倍以上。这意味着在拓扑表面态中应该发生>25 meV的交换能隙。通过直接量化本地巡回交换耦合，这项工作验证了材料的设计策略，利用本地化磁秩序创建和操纵磁拓扑相位，从静态到超快的时间尺度。
Disorder and the effective Mn-Mn exchange interaction in Ga$_{1-x}$Mn$_x$As diluted magnetic semiconductors
本文用{ \it ab initio}方法研究了无序对$Ga_{1-x}Mn_xAs$稀半导体中$Mn-Mn$交换相互作用的影响.对于128个原子的超晶胞，我们考虑了具有2个、3个和4个Mn原子的各种构型，其分别对应于3.1%、4.7%和6.3%的浓度。以这种方式，在计算中本质上考虑了无序。利用Heisenberg哈密顿量映射磁激发，并利用{ \it ab initio}计算总能量，我们得到了从第一近邻（$n=1$）到第六近邻（$n=6$）的有效$\JMn$.计算结果表明，$\JMn$的大小与Mn浓度$x$有明显的依赖关系。此外，在Mn浓度固定的情况下，构型无序和/或聚集效应导致Mn-Mn交换相互作用中的大分散。此外，几种配置的基态总能量的理论结果表明，在治疗温度和退火效应的无序适当考虑的重要性。
Griffiths-like phase, spin-phonon coupling, and exchange-bias in the disordered double perovskite GdSrCoMnO$_{6}$
Institute of Physics（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Institute of Chemical Technology–IndianOil Odisha Campus（化工技术研究所-印度石油奥迪沙校区）；School of Advanced Materials, and Chemistry and Physics of Materials Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心先进材料学院及材料化学与物理单元）
Direct coupling of first-principles calculations with replica exchange Monte Carlo sampling of ion disorder in solids
我们证明了直接从第一原理进行足够的无序氧化物的构型采样的可行性，而不诉诸于使用拟合模型，如集群扩展。这是通过利用现代集群超级计算机的能力，使用副本交换蒙特卡罗方法直接与密度泛函代码执行的结构弛豫和能量计算相结合来实现的。这一思想被成功地应用于计算MgAl $_2$ O $_4$尖晶石氧化物的阳离子亚晶格的反转度随温度的变化关系。绕过拟合模型的可能性将导致对无序系统的研究，其中已知簇膨胀表现不佳：例如，由于缺陷而具有大晶格变形的系统，或长程相互作用占主导地位的系统，如电化学界面。
Investigating the effect of particle size distribution and complex exchange dynamics on NMR spectra of ions diffusing in disordered porous carbons through a mesoscopic model
Transversal spin freezing and re-entrant spin glass phase in chemically disordered Fe-contained double perovskite multiferroics
提出了PbFe $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ O $_3$等复杂含铁双钙钛矿多铁性化合物磁性异常的实验验证和理论解释。理论部分是基于我们的长程磁有序和自旋玻璃共存的模型。在我们的模型中，交换相互作用是各向异性的，耦合反铁磁$z$自旋分量的Fe $^{3+}$离子。同时，$xy$组分之间通过弱得多的铁磁符号交换相互作用耦合。在具有空间无序的系统中（相应晶格点的一半被无自旋Nb $^{5+}$离子占据），这种令人沮丧的相互作用导致反铁磁有序由自旋的$z$投影形成，而它们的$xy$组分有助于自旋玻璃行为。我们的理论研究结果得到了实验证据的支持，反铁磁和自旋玻璃相共存的化学无序的含铁双钙钛矿多铁性。
Topological Phase Transitions Induced by Disorder in Magnetically Doped (Bi, Sb)$_2$Te$_3$ Thin Films
利用大尺度输运模拟方法研究了磁掺杂（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$薄膜中无序诱导的拓扑相变.在未掺杂和清洁的情况下，富相图除了与无序强度有关外，还与磁交换场、费米能级和初始拓扑状态密切相关。在非零交换场的初始平凡系统中，改变无序强度可以诱导从正常绝缘态到量子反常Hall态，然后是自旋-陈氏绝缘态，最后是安德森绝缘态的一系列跃迁。而对于最初具有拓扑结构的系统，可以诱导出类似的序列，但只能从量子反常霍尔态开始。通过改变费米能级，我们发现了一个类似的丰富的相图，包括从量子反常霍尔到自旋-陈绝缘态的跃迁，通过一个表现为量子反常霍尔和金属态的混合物的状态，类似于最近的实验报告。
Effects of Crystalline Disorder on Interfacial and Magnetic Properties of Sputtered Topological Insulator/Ferromagnet Heterostructures
由拓扑绝缘体和铁磁体组成的薄膜是高能效自旋电子学器件的理想选择。在这里，TI的晶体结构无序的界面和磁性能的溅射沉积的TI/FM，Bi 2 Te 3/Ni 80 Fe 20，异质结的影响进行了报道。发现Ni和少量Fe从Py扩散穿过界面并与Bi 2 Te 3反应。对于高度结晶的c轴取向的Bi 2 Te 3薄膜，吉尔伯特阻尼的巨大增强被观察到，伴随着有效的面外磁各向异性和增强的阻尼样自旋轨道扭矩（DL-SOT），可能是由于拓扑表面状态（TSS）的Bi 2 Te 3。此外，在低温下的磁滞回线测量中观察到自发交换偏置。这是由于扩散的Ni与Bi_2 Te_3反应形成的反铁磁拓扑界面层与FM，Ni_（80）Fe_（20）耦合。随着Bi_2Te_3无序度的增加，AFM界面层中的交换相互作用明显减弱。
