The Doping effect of Chalcogen on the Two-Dimensional Ferromagnetic Material Chromium Tribromide
近年来，二维单层三卤化铬磁性有序的发现为二维材料的研究开辟了新的领域。我们使用第一性原理计算系统地研究了硫族元素对CrBr 3的掺杂效应。在S掺杂的情况下，四种稳定构型Cr2 Br 5S，Cr2 Br 4S 2-A，Cr2 Br 4S 2-B和Cr2 Br 3S 3-A被预测为铁磁半导体。结果表明，在原始禁带中出现的新带由S-p和Cr-d-egorbits组成，导致禁带宽度明显减小，可见光吸收增强。硫族元素掺杂后，由于价电子数减少，磁矩也随着S原子数的增加而减小，在较宽的应变范围内仍保持铁磁半导体的特性。结果表明，硫族元素掺杂CrBr 3单层膜为控制磁性和拓展光电应用提供了一条有效途径。
2018-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Crossover from antiferromagnetic to ferromagnetic ordering in semi-Heusler alloys Cu1-xNixMnSb with increasing Ni concentration
用直流磁化、中子衍射和中子退极化等方法研究了半Heusler合金Cu_（1-x）Ni_xMn_Sb（x < 0.3）的磁性和从反铁磁态到铁磁态的转变.当x < 0.05时，Cu_（1-x）Ni_xMnSb系统主要处于AFM态。在0.05 \leq x \leq 0.2的范围内，随着温度的降低，存在从顺磁到FM态的转变，在~50 K以下AFM和FM相共存。随着Ni取代量的增加，FM相以AFM相为代价增长，并且对于x > 0.2，系统完全转变为FM相。根据所获得的结果，我们进行了定量分析的两个磁相，并提出了一个磁相图的Cu 1-xNixMnSb系列在区域x < 0.3。我们的研究给出了一个微观的理解所观察到的交叉从AFM FM订购在所研究的半Heusler合金Cu 1-xNixMnSb。
2012-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical model of structure-dependent conductance crossover in disordered carbon
我们分析了sp^2/sp^3键长比对非晶碳准一维结构输运性质的影响，其中结构无序度随有效带隙以非常非线性的方式变化。使用紧束缚方法计算的电子透射率表明，对于富含sp^2的碳结构，费米能级附近的宽区域内的电子透射率很高，而对于富含sp^3的碳结构，在靠近能带边缘处也有明显的峰。该模型表明，随着sp^3C %的增加，结构电阻急剧上升，随后在碳超晶格结构的宽带隙区域中达到饱和，并表明碳基器件的可调谐特征时间。
2012-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
300 K Ferromagnetic Magnetic Circular Dichroism in Co2+-doped ZnO Activated by Shallow Donors
采用磁性圆二色性（MCD）光谱研究了Co ~（2+）掺杂ZnO薄膜的磁性。一个广泛的300 K铁磁MCD信号之间的1.4和4.0 eV后，通过暴露的顺磁性Co2+：ZnO薄膜锌蒸气引入浅施主态观察。新的亚带隙铁磁MCD强度归因于低能量光电离跃迁起源于铁磁Co 2+：ZnO中的自旋分裂施主杂质带。
2005-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of shallow bandgap in ultra-thin 1T'-MoTe2 via infrared spectroscopy
虽然范德华（vdW）层状MoS 2通过化学嵌锂显示出从半导体2 H相到金属1 T相的相变，但vdW MoTe 2在2 H相和1 T '相之间是可逆的，并且可以通过能量学、激光照射、应变或压力以及电掺杂进一步转变。本文利用傅立叶变换红外光谱研究了化学气相沉积法生长的1 T '-MoTe 2薄膜的光学性质随厚度和温度的变化。在低于50 K的低温区，在3层（或2nm）厚的1 T ′-MoTe_2中观察到28 ± 2 meV的光学带隙。在厚度大于~4 nm的样品中没有观察到可辨别的光学带隙。所观察到的厚度相关的带隙的结果与测得的直流电阻率数据一致;厚度相关的1 T '-MoTe 2清楚地表明了在2 nm厚的样品以下的交叉处的金属-半导体转变。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic crossover and complex excitation spectrum of the ferromagnetic/antiferromagnetic spin-1/2 chain system alpha-TeVO4
我们报告的磁化率，比热，和拉曼散射调查的α-TeVO 4含有V-O边共享链。这些链促进了铁磁/反铁磁自旋1/2海森堡交替交换链与显着的自旋挫折系统。磁化率和拉曼散射证明了在T* = 85 K时具有不同斜率的磁化率倒数的交叉和在Tc = 16 K时进入长程有序态的磁相变。从拉曼散射数据推导出晶格和磁自由度之间的强相互耦合。比较模型计算和其他链系统上的拉曼散射产生一个合理的解释的微观机制的交叉行为。
2008-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical behavior of two-dimensional intrinsically ferromagnetic semiconductor CrI3
CrI 3是一种罕见的二维铁磁半导体材料，在自旋电子器件中具有重要的应用价值。与CrCl 3的磁性呈现2D-Heisenberg行为不同，CrI 3表现出更大的范德华能隙，更小的解理能和更强的磁各向异性，这可能导致3D磁特性。因此，我们研究了CrI 3在磁性转变附近的临界行为。我们使用修正的Arrott图和Kouvel-Fisher方法，并进行临界等温线分析，估计铁磁相变附近的临界指数。这表明CrI 3的磁性遵循具有平均场型相互作用的伊辛模型的交叉行为，其中在64 K的居里温度下，临界指数\b{eta}、γ和δ分别为0.323、0.835和3.585。我们认为这种交叉现象是由强的单轴各向异性和不可避免的层间耦合引起的。我们的实验证明了交叉行为的适用性，一个二维铁磁半导体。
2018-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Universal dimensional crossover of domain wall dynamics in ferromagnetic films
研究了不同厚度的（Ga，Mn）As和（Ga，Mn）（As，P）薄膜在磁场驱动下的磁畴壁运动。在热激活蠕变制度，在速度曲线和跳跃的粗糙度指数的扭结证据的域壁动力学的维度交叉。粗糙度指数zeta_{1d} = 0.62 +/- 0.02和zeta_{2d} = 0.45 +/- 0.04的测量值分别与二维和三维介质中弹性线（d = 1）和表面（d = 2）运动的理论预测相一致。
2018-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ferromagnetic Crossover within the Ferromagnetic Order of U$_{7}$Te$_{12}$
本文研究了碲化铀U $_{7}$ Te $_{12}$单晶的物理性质。我们证实了U $_{7}$ Te $_{12}$的晶体结构为六方晶系，具有三个不等价的铀晶位。假设所有位点上的磁矩均匀，估计每个铀位点的顺磁矩约为1 $μ_{\rm B}$。铁磁相变发生在$T_{\rm C}=48$ K，其中面内磁化强度急剧增加，而面外分量没有显著增加。在场冷条件下，随着温度进一步降低到$T_{\rm C}$以下，面外分量在$T^{\star}=26$ K附近迅速增加。相反，面内分量在$T^{\star}$几乎不改变。比热测量表明，在$T^{\star}$周围没有$λ$型异常，因此这是一个交叉，表明多个铀地点的有序矩或连续磁序的重新定向。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Equilibrium, Metastability, and Hysteresis in a Model Spin-crossover Material with Nearest-neighbor Antiferromagnetic-like and Long-range Ferromagnetic-like Interactions
采用蒙特卡罗模拟和平均场方法，对高自旋态和低自旋态两步跃迁的自旋交叉材料的简化模型进行了模拟，得到了相图和磁滞回线.该模型是一个映射到正方形晶格$S=1/2$伊辛模型与反铁磁最近邻和铁磁Husimi-Temperley（等效邻居）的长程相互作用。由这两种方法得到的弱和强长程相互作用的相图是相似的。然而，对于中等强度的长程相互作用，蒙特卡罗模拟表明，三临界点分解成对的临界端点和平均场临界点包围的喇叭形区域的亚稳性。磁滞回线沿路径穿越喇叭区域强烈地让人想起热两步过渡回线与滞后，最近在几个自旋交叉材料的实验观察。我们相信，类似的现象应该是在实验和模拟中观察到的许多系统，表现出局部反铁磁类相互作用和长程铁磁类相互作用之间的竞争引起的弹性扭曲。
2016-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effect of Coulomb Interactions on the Electronic and Magnetic Properties of Two-Dimensional CrSiTe$_3$ and CrGeTe$_3$ Materials
采用第一性原理方法研究了二维过渡金属三硫族化合物CrSiTe $_{3}$和CrGeTe $_{3}$的电子结构和磁性.发现单层$_3$和$_3$是铁磁绝缘体，其中Cr $e_{\mathrm{g}}$ -Te $p$的强$dpσ$杂化的存在对于Cr离子之间的铁磁耦合起着至关重要的作用。我们观察到，带隙和层间磁顺序显着变化取决于现场库仑相互作用$U$的大小为铬$d$电子。在多数自旋沟道中，对于CrSiTe $_3$和CrGeTe $_3$，在Cr $e_{\mathrm{g}}$导带和Te $p$价带之间形成带隙。在费米能级以下的价带中占主导地位的Te $p$反键特征与$U$增加而导致的带隙减小有关。我们阐明的能带图，这可能有助于了解一般的$ABX_3$型过渡金属三硫族化合物的电子和磁性。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy and Antisite-Induced Ferromagnetism in Liquid-Phase Exfoliated Bi$_2$Te$_3$
本研究表征了溶剂热插层法制备的液相剥离Bi₂Te₃，发现室温铁磁性源于空位和反位，并通过DFT和UV-Vis实验证实带隙随厚度减薄而变宽。
2024-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Crossover from Kondo assisted suppression to co-tunneling enhancement of tunneling magnetoresistance via ferromagnetic nanodots in MgO tunnel barriers
最近，它已被证明，磁性隧道结薄氧化镁隧道势垒表现出非常高的隧道磁阻（TMR）值在室温下1，2。然而，通过MgO势垒的自旋相关隧穿物理才刚刚开始解开。使用平面磁性隧道结，其中超薄层的磁性金属沉积在中间的MgO隧道势垒在这里，我们证明了TMR强烈修改时，这些层是不连续的，由小煎饼形状的纳米点。在低温下，在库仑阻塞机制中，对于小于~1 nm厚的层，结的电导在低偏压下增加，与近藤辅助隧穿一致。在同一制度中，我们观察到对德涅斯特河沿岸摩尔多瓦共和国的抑制。对于稍厚的层和相应较大的纳米点，TMR在低偏压下增强，与共隧穿一致。
2007-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase diagrams and free-energy landscapes for model spin-crossover materials with antiferromagnetic-like nearest-neighbor and ferromagnetic-like long-range interactions
我们给出了一个在高自旋态和低自旋态之间具有两步跃迁的模型自旋交叉材料的相图、自由能图和序参量分布（一个具有反铁磁类最近邻和铁磁类长程相互作用的正方晶格伊辛模型）。Rikvold等人，Rev. B 93，064109（2016）]。结果是用最近引进的宏观约束的Wang-Landau蒙特卡罗模拟方法[C. H.陈，G. Brown和P.A. Rikvold，Phys. Rev. E 95，053302（2017）]。该方法的计算效率，使计算的热力学量的温度范围很广，应用领域，和远程相互作用强度。对于中等强度的长程相互作用，相图中的三临界点被成对的临界端点和平均场临界点所取代，这些临界点产生了角形的亚稳性区域。相应的自由能景观提供洞察的性质不对称，多个磁滞回线，已被实验观察到的自旋交叉材料的特点是竞争的短程相互作用和长程弹性相互作用。
2017-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Tetragonal BaCoO$_3$: A Co$^{4+}$ Ferromagnetic Mott Insulator with Inverted Spin Crossover
研究高压高温合成的 BCT-BaCoO$_3$，发现其罕见 Co$^{4+}$ 价态、反向低自旋—高自旋交叉及低温硬铁磁绝缘行为。
2024-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Universal valence-band picture of the ferromagnetic semiconductor GaMnAs
由于对原型铁磁半导体GaMnAs的能带结构和费米能级位置的认识不足，其铁磁性的起源至今仍存在争议。在这里，我们显示了通用的价带（VB）图片的GaMnAs的共振隧穿光谱获得的各种表面GaMnAs层的Mn浓度从6到15%，居里温度从71到154 K。我们发现，带隙中存在费米能级，并且GaAs的VB结构在所有GaMnAs样品中几乎完全保持，即VB没有与杂质带合并。此外，发现即使在具有高居里温度（154 K）的GaMnAs中，VB的p-d交换分裂也相当小（仅几meV）。这些结果表明，VB结构的GaMnAs是相当不敏感的Mn掺杂。
2010-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Two Dimensional Ferromagnetic Semiconductor: Monolayer CrGeS$_3$
近年来，二维铁磁半导体材料在自旋电子器件中有着广泛的应用前景。基于密度泛函理论，我们系统地研究了单层结构CrGeS $_3$的磁性和电子性质.通过对不同磁态总能量的比较，确定了单层CrGeS $_3$的铁磁基态。它还表明，铁磁和半导体性能表现在单层CrGeS $_3$的磁矩为3 $μ_{B}$为每个Cr原子，捐赠主要由强烈的$dp$ $σ$ -杂化Cr $e_g$ -S $p$。当自旋下降态为0.77 eV时，单层结构中自旋上升态的带隙为0.70 eV。整体带隙为0.34 eV（通过使用HSE 06泛函为2.21 eV），其来源于Cr $e_g$ -S $p$的键合$dpσ$杂化态和未占据的Cr $t_{2g}$ -Ge $p$杂化。此外，利用平均场理论计算了单层CrGeS $_3$的居里温度为161 K.
2019-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for field induced proximity type behavior in ferromagnetic nanofluid
我们报告了在CoFe 2 O4基铁磁流体（平均粒径D = 6 nm）中观察到的一些不寻常的磁性。更准确地说，除了具有本征居里温度T_Cb= 350 K的低场铁磁（FM）相变之外，在较高（饱和）磁场下出现具有非本征居里温度T_Cw = 266 K的第二相变。跃迁在交叉点T_cr = 210 K处相遇。第二个转变的起源归因于磁场诱导的FM粒子之间的邻近型相互作用通过非FM层。
2017-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Spin Splitting Tunable Optical Bandgap in GdN Thin Films for Spin Filtering
本文研究了GdN薄膜厚度对其光学带隙自旋分裂的影响，发现随薄膜减薄自旋分裂幅度增加60%，为自旋电子器件设计提供了新方法。
2023-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-magnon coupling efficiency of $η$=0.5 in weakly pinned synthetic antiferromagnets
本研究利用钉扎合成反铁磁体，通过调节反铁磁层厚度和增强钉扎层各向异性，实现高效磁振子模式激发，耦合效率达0.5，接近超强耦合，为量子磁振子应用提供新途径。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Ferromagnetism in Wide Bandgap w-AlN for Spintronic Applications: Insights from DFT Calculations
Indira Gandhi Centre for Atomic Research, HBNI（印度原子能研究中心，HBNI）
本研究通过 DFT 计算探索 w-AlN 掺杂 Cr、Ru、Rh 的磁性，发现 Cr 掺杂在宽浓度范围呈铁磁态并随浓度演化出绝缘、半金属到金属转变，为自旋电子学材料设计提供理论依据。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Highly-ordered wide bandgap materials for quantized anomalous Hall and magnetoelectric effects
自旋-轨道耦合和内禀磁性的相互作用在一定条件下可以产生量子反常霍尔效应和拓扑磁电效应。它们的实现可以打开低功耗电子产品以及许多基本现象，如图像磁单极子，马约拉纳费米子等。不幸的是，最近才意识到，这些效应只能在极低的温度下才能实现，并且缺乏能够使温度升高的适当材料是一个最严峻的挑战。在这里，我们提出了一种具有独特特性组合的新型材料平台，使其完全适合在高温下实现这两种效果。计算材料设计的关键元素是通过铁磁绝缘体的薄膜来扩展拓扑绝缘体（TI）表面，其在结构和成分上与TI兼容。根据这个建议，我们提出了各种具体的系统，并讨论了它们的许多优点，特别是位于间隙中的费米能级的宽带隙。
2018-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast light switching of ferromagnetism in EuSe
我们表明，光的带隙共振的力量反铁磁的硒或EuSe进入铁磁排列在皮秒的时间尺度。一个光子产生一个电子-空穴对，其电子形成一个磁矩接近6,000玻尔磁子的超巨自旋极化子。通过增加光强度，整个样品可以被完全磁化。新的大的光致磁化机制的关键是巨大的增强的磁化率时，反铁磁和铁磁相互作用存在于材料中，几乎是相同的幅度，如EuSe的情况。
2018-03-13 cond-mat.mtrl-sci
A family of high-temperature ferromagnetic monolayers with locked spin-dichroism-mobility anisotropy: MnNX and CrCX (X=Cl, Br, I; C=S, Se, Te)
自2017年Cr2 Ge 2 Te 6和CrI 3被实验剥离和测量以来，二维磁体越来越受到关注。虽然层状铁磁金属在室温下被证明，但具有高居里温度（Tc）的层状铁磁半导体尚未被揭开。在这里，我们从理论上预测了一个家庭的高Tc铁磁单层，即MnNX和CrCX（X=Cl，Br和I; C=S，Se和Te）。采用各向异性海森堡模型，用蒙特卡罗模拟预测了它们的Tc值从100 K到500 K。其中八个成员显示半导体带隙从大约0.23到1.85 eV不等。这些半导体单层也显示出极大的各向异性，即沿这些层的两个面内晶格方向的有效质量约为101，载流子迁移率约为102。额外的轨道各向异性导致自旋锁定的线性二向色性，不同于先前已知的层状材料中的圆和线性二向色性。与迁移率各向异性一起，它提供了自旋、二向色性和迁移率各向异性锁定。这些结果表明，这种二维家庭的基础研究和高性能的自旋相关的电子和光电子器件的潜力。
2019-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties of Ultra-Wide Bandgap B$_x$Al$_{1-x}$N Computed from First-Principles Simulations
本文通过第一性原理DFT和GW近似计算了17种B$_x$Al$_{1-x}$N基态的电子性质，发现其均为超宽禁带材料，带隙随$x$线性变化，在$x=0.25$附近发生直接-间接带隙转变，并具有高介电常数和9-35 MV/cm的击穿场强。
2024-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Effective decoupling of ferromagnetic sublattices by frustration in Heusler alloys
由于交换作用的长程和对称性，铁磁金属系统中的磁阻挫是不寻常的。在这项工作中，我们证明了它是可能的，以获得一个高度沮丧的铁磁相在多子晶格立方结构，通过微调的磁相互作用。在Ni-Mn-（In，Sn）Heusler合金中实现了这种特殊状态，并导致其两个相互缠绕的铁磁子晶格的有效解耦。一个亚晶格在宏观居里温度（TC）以下是铁磁长程有序的，而第二个亚晶格保持无序，直到在T << TC处发生到极化状态的交叉。这一结果指出，在金属系统中的磁相互作用的精细工程可以导致有趣的新的和涌现的现象。
2022-05-27 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput screening assisted discovery of a stable layered anti-ferromagnetic semiconductor: CdFeP2Se6
二维（2D）磁性的最新进展提高了人们对层状磁性材料的兴趣，因为它们具有自旋电子学的潜力。特别是，层状半导体反铁磁体表现出有趣的低维半导体行为与电荷和自旋作为载流子控制。然而，这些化合物的合成是具有挑战性的，并且仍然罕见。在这里，我们进行了基于第一性原理的高通量搜索，以筛选潜在稳定的混合金属磷三硫属化物（MM'P2X6，其中M和M'是过渡金属，X是硫属化物），其具有宽范围的可调带隙和有趣的磁性。在潜在的候选人，我们成功地合成了一个稳定的半导体层状磁性材料，CdFeP2Se6，表现出短程反铁磁秩序在TN = 21 K的间接带隙为2.23 eV。我们的工作表明，高通量筛选辅助合成是发现层状磁性材料的有效方法。
2022-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Crossover from charge order to strain glass in phase separated manganite thin films: Impact of thermal cycling and substrate induced strain
在（110）取向的LaAlO 3和SrTiO 3衬底上沉积的La 1-x-yPryCaxMnO 3（x=0.42，y=0.40）薄膜（~140 nm）的磁性和磁输运性质表现出从高温反铁磁电荷有序绝缘体（AFM-COI）相（T>TN）到应变玻璃（T<Tg）的过渡。在中间温度（Tg<T<TN）下，具有突出的热磁阻滞后的动态液体在冷却循环中占主导地位，而在升温循环中，其之前是铁磁金属（FMM）相。驱动AFM-COI到FMM相变所需的磁场高于应变玻璃的磁场。不同磁区的磁电性质和温度跨度对热循环和衬底诱导应变敏感。
2014-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferromagnetism in dielectric GaN(Gd)
我们提出了一个解释，最近观察到的巨磁矩和室温铁磁性的介质GAN掺杂Gd。我们的方法使用交换相互作用的极化机制，如果Gd的d-能级出现在靠近价带边缘的带隙中，则会发生交换相互作用。计算得到的铁磁临界温度和磁矩值与实验结果吻合较好。
2009-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Robust magnetic proximity induced anomalous Hall effect in a room temperature van der Waals ferromagnetic semiconductor based 2D heterostructure
本研究制备出居里温度达370K的范德华铁磁半导体FCGS，构建其与石墨烯的异质结构，实现了400K下仍稳定的反常霍尔效应，为高温自旋电子器件研发提供了新材料体系。
2023-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Large bandgap quantum anomalous hall insulator in a designer ferromagnet-topological insulator-ferromagnet heterostructure
结合磁性和非平凡能带拓扑结构，产生量子反常霍尔（QAH）绝缘体和奇异量子相，如QAH效应，其中电流沿着量子边缘态流动而没有耗散。通过接近磁性材料在拓扑绝缘体中诱导磁有序为在高温下实现无损输运应用的QAH效应提供了一条有前途的途径。一个有前途的架构涉及一个三明治结构，包括两个单层的MnBi 2 Te 4（2D铁磁绝缘体）与超薄Bi 2 Te 3在中间，并预测产生一个强大的QAH绝缘体相，带隙远高于热能在室温下（25 meV）。在这里，我们展示了通过分子束外延生长的1 SL MnBi 2 Te 4/4 QL Bi 2 Te 3/1 SL MnBi 2 Te 4异质结，并探测电子结构的角度分辨光电子能谱学。我们观察到强大的六角形扭曲的大规模狄拉克费米子和75 meV的带隙。时间反演对称性破缺和交换Rashba效应的观察证实了带隙的磁性起源，与密度泛函理论计算结果非常一致。这些发现提供了对拓扑绝缘体中的磁邻近效应的深入了解，这将使拓扑绝缘体中的无损传输向更高的温度移动。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistivity model for both paramagnetic and ferromagnetic phases
电阻率，$ρ$作为温度和电离能（掺杂）和磁化强度的函数分别推导出与自旋无序散射的进一步限制。计算得到的Ga-$_{1-x}$-Mn-$_x$-As体系的$T_C$以下的$T_{crossover}$和载流子密度分别为8-12 K和10 $^{19}$-cm-$^{-3}$，与10-12 K和10 $^{18}-10^{20}$-cm-$^{-3}$的实验值非常吻合。
2004-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universality classes and crossover scaling of Barkhausen noise in thin films
我们研究了无序铁磁薄膜中头对头畴壁分离面内畴的动力学。畴壁表面张力和偶极相互作用之间的竞争诱导在短的长度尺度和大规模的阶段，其中壁显示锯齿形形态的粗糙畴壁相之间的交叉。这两个阶段的特征在于不同的临界指数巴克豪森雪崩动力学，在定量协议与实验测量MnAs薄膜。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A route to fully-compensated ferrimagnetic metal: electric-field annihilation of the bilayer bandgap
本研究针对全补偿亚铁磁金属难以存在的问题，提出通过电场湮灭反铁磁耦合单极磁性半导体双层的带隙实现该材料的方案，经第一性原理计算验证，为这类材料提供了新实现路径。
2025-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Indirect to direct gap crossover in two-dimensional InSe revealed by ARPES
III-VI后过渡金属硫属化物的原子薄膜（InSe和GaSe）形成一类有趣的二维半导体，其特征在于它们的带隙作为晶体中的层数的函数的强烈变化[1-4]，并且特别是对于InSe，早期预测的与体中的直接带隙的交叉[5，6]到弱间接带隙在单层和双层[7-11]。在这里，我们应用角度分辨光电子能谱与亚微米空间分辨率（$μ$ ARPES）可视化层依赖的价带结构的机械剥离晶体的InSe。我们发现，对于1层和2层InSe的价带顶远离$\mathbfΓ$ -点，形成一个间接的间隙，与导带边已知的是在$\mathbfΓ$ -点。相比之下，对于六层或更多层，带隙变得直接，与理论预测很好地吻合。高质量的单层和双层样品使我们能够在光致发光光谱中分辨出带边激子（A）和激子（B），激子（B）涉及一对更深的价带中的空穴，在$\mathbfΓ$处简并，分裂与$μ$ ARPES数据和DFT建模的结果一致。由于这两个价带之间的对称性差异，由A-激子发射的光应该主要垂直于二维晶体的平面偏振，我们已经验证了少层InSe晶体。
2019-01-21 cond-mat.mtrl-sci
A Tunable Anomalous Hall Effect in a Non-Ferromagnetic System
我们测量了磁掺杂二维电子气的低场霍尔电阻率随温度和电子门控载流子密度的变化。将这些结果与从Shubnikov-de Haas振荡中提取的载流子密度进行比较，揭示了随温度降低而增加的过量霍尔电阻率。该过量霍尔电阻率定性地跟踪样品的顺磁极化，类似于铁磁异常霍尔效应。这些数据是一致的斜散射的载体附近的交叉到本地化的障碍。
2005-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover between Photochemical and Photothermal Oxidations of Atomically Thin Magnetic Semiconductor CrPS4
以过渡金属二硫属化合物为代表的二维半导体材料在可见光或近红外波段具有可调的光学带隙，是光电子器件的理想材料。然而，尽管有这种潜力，它们的光反应在机理细节上还没有得到很好的理解或有争议。在这项工作中，我们报告了一个独特的厚度依赖性的光反应灵敏度和原子薄的硫代磷酸铬（CrPS4），一个二维反铁磁半导体的两个竞争的反应机制之间的竞争。CrPS4遵循光热反应途径，其阈值功率密度比MoS2小2个数量级。此外，反应截面与拉曼光谱定量显示在低功率和高功率制度的独特的功率依赖性。光学原位测温测量和控制实验对O2，水，光子能量的基础上，我们提出了一个光化学氧化机制，涉及单线态O2在低功率政权与光热路线的其他。我们还证明了一个非常有效的封装与Al2O3作为一种保护，对破坏性的光诱导和环境氧化。
2020-08-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Anisotropic magnetocaloric effect in all-ferromagnetic (La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3) superlattices
我们利用La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3超晶格中的磁层间耦合来实现逆磁熵变和常规磁熵变之间的交叉。我们的数据揭示了由于超晶格的磁各向异性，磁热效应的强各向异性性质。因此，由可用于改变磁结构以及磁各向异性的铁磁材料构建的人造超晶格也可用于调节磁热性质，这可能为磁制冷应用开辟建设性的方法。
2010-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect to direct band gap crossover in two-dimensional WS2(1-x)Se2x alloys
在原子级薄的过渡金属二硫属化物半导体中，当厚度下降到一个单层时，存在从间接带隙到直接带隙的交叉，这伴随着光致发光信号的快速增加。在这里，我们表明，对于不同的合金成分的WS 2（1-x）Se 2x的这种趋势可能会受到显着影响的合金含量，我们表明，具有最高的硒比的样品呈现出强烈的降低效果。发现双层WS 2（1-x）Se 2x（x = 0.8）的微发光强度最高，当从单层到双层时，其最大值仅减小2倍。为了更好地理解这一因素，并探讨层依赖的能带结构的WS 2（1-x）Se 2x的演变，我们进行了纳米角分辨光电子能谱研究加上第一性原理计算。我们发现双层WS_2（1-x）Se_（2x）（x = 0.8）的高微发光值是由于直接和间接光跃迁的叠加。WS 2（1-x）Se 2x中这种特殊的高PL强度为光谱可调谐发光器件开辟了道路。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast magnetic moment transfer and bandgap renormalization in monolayer FeCl$_2$
单层FeCl₂中，飞秒激光诱导Fe到Cl的超快磁矩转移与带隙重构，揭示非热激发驱动的电荷转移机制，并提出光学调控二维磁性材料的新策略。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Structural and angular dependence of coercivity and magnetic remanence of electrochemical ferromagnetic nanowires
提出了一种从填充时间分布控制纳米线磁性和生长的新方法。用电沉积方法（“模板合成”）生长具有宽孔径选择的线。我们发现，在铁磁纳米线的杂散场的存在是完全依赖于纳米线的直径。此外，在反转机制中的交叉效应被观察到与直径的变化。在这项工作中，理论和实验一致，并确认，根据所测量的磁滞回线的变化，约四个范围的值的孔径控制纳米线的易磁化轴相对于几何轴的取向。
2008-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Layer- and doping-tunable long range ferromagnetic order-ing in two-dimensional CrS2
层间耦合对于操纵二维材料中的物理性质（例如电子带隙）至关重要。然而，在这些材料中调谐磁性能还有待解决。在这里，我们发现了一个条纹反铁磁（sAFM）铁磁（FM）的转变经历从单层到双层和更厚的CrS2。这种转变归因于层间S原子的电荷共享及其导致的电荷从Cr d eg到t2g轨道的转移。转移的电荷将Cr4+的一部分还原为Cr3+，这增强了有利于FM而不是sAFM有序的双交换机制。电子的掺杂与堆叠诱导的电荷共享具有相同的效果。因此，电荷掺杂可以操纵sAFM和FM之间的磁有序或调整p型和n型掺杂磁性半导体之间的CrS2。我们还提出了几个原型设备，使使用外部电场操纵CrS2层的磁有序。这些结果表明了层间耦合对层状材料磁性能的改善作用
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence dynamics in few-layer InSe
我们研究了封装在hBN中的InSe薄片的光学性质。更具体地说，我们调查的光致发光（PL）的发射和它的依赖于样品的厚度和温度。通过对PL谱线形状的分析，讨论了激子和电子空穴贡献的相对权重。此后，我们研究PL动力学。在低温下，两种贡献是可区分的：直接带隙电子空穴和缺陷辅助复合。这两个复合过程的寿命分别为$τ_1 \sim 8\;$ ns和$τ_2 \sim 100\;$ ns。直接带隙和缺陷辅助贡献的相对权重显示出由于直接到间接带隙交叉的强烈层依赖性。电子空穴PL寿命是有限的人口转移到较低的能量状态，并没有观察到依赖于层数。对于较薄的样品，缺陷辅助复合的寿命变得更长。最后，我们表明，PL寿命在高温下降低的结果，更有效的非辐射重组。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Epitaxial Semiconductor-Ferromagnetic Insulator InAs/EuS Interfaces: Band Alignment and Magnetic Structure
混合超导体-铁磁绝缘体异质结构由于其可调谐的电子输运、自维持的杂散场和局部邻近的磁交换而引起人们的兴趣。在这项工作中，我们提出了晶格匹配的半导体-铁磁绝缘体InAs/EuS异质结的混合外延，并分析了原子尺度的结构，以及它们的电子和磁性特性。发现InAs/EuS界面处的费米能级接近于InAs导带和EuS的带隙，从而保持了半导体性质。中子和X射线反射率的测量表明，铁磁成分主要是本地化的EuS薄膜与抑制的EuS层中最接近的InAs的Eu力矩。在相邻的InAs层的诱导矩没有检测到，虽然我们的从头计算表明在InAs层的小交换场。这项工作向实现高质量的半导体-铁磁绝缘体混合体迈出了一步，这是在没有外部磁场的情况下开发各种量子和自旋电子学应用的关键要求。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Pressure-Tuned Magnetism and Bandgap Modulation in Layered Fe-Doped CrCl3
该研究结合第一性原理计算与多种实验技术，探究层状Fe掺杂CrCl3在压力下的结构、磁性和带隙特性，揭示压力诱导的磁成分竞争与转变，为其压力可调应用提供理论与实验依据。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant anomalous Nernst effect and quantum-critical scaling in a ferromagnetic semimetal
在金属铁磁体中，准粒子的贝里曲率可以产生垂直于磁化强度和温度梯度的电压，这种现象称为反常能斯特效应（ANE）。在这里，我们报告了一个巨大的ANE在全赫斯勒铁磁体Co $_2$ MnGa的观察，达到$S_{yx}\sim -6$ $μ$ V/K在房间$T$，一个数量级大于磁导体报告的最大值。随着温度的升高，横向热电电导率或Peltier系数$α_{yx}$表现出$T$ -线性和$-T \log(T)$行为之间的交叉，表明在高温下违反Mott公式。我们的数值和分析计算表明，接近量子Lifshitz过渡之间的类型-I和类型-II的磁性外尔费米子是负责所观察到的交叉属性和增强的$α_{yx}$。在实验和数值计算中，$α_{yx}$对$T$的依赖性可以根据低能有效理论在十多个温度下预测的量子临界标度函数来理解。此外，在Co $_2$ MnGa中观察到的手征反常或不饱和的正纵向磁导也为外尔费米子的存在提供了证据.
2018-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The unusual magnetism of nanoparticle LaCoO3
合成了LaCoO 3（LCO）块体和纳米粉体，并利用SQUID磁强计和中子衍射研究了它们的磁性和结构特性。大块和大的纳米粒子表现出弱铁磁性（FM）低于T ~ 85 K和交叉从强到弱的反铁磁性（AFM）的相关性附近的晶格参数表示的转变，到~ 40 K。这种交叉不会发生在最小的纳米颗粒中;相反，磁性行为主要是铁磁性的。FM在纳米颗粒中的量取决于Co 3 O 4杂质相的量，这引起LCO晶格上的拉伸应变。一个核心界面模型的介绍，与核心区域表现出的AFM交叉和FM在界面区域附近的表面和杂质相。
2014-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase Instability amid Dimensional Crossover in Artificial Oxide Crystal
通过原子级外延合成的人造晶体提供了通过精确的厚度调制来控制量子相的尺寸和相关的相变的能力。特别是，通过对原子层的量化控制来降低维度是揭示隐藏的电子和磁性相的有力方法。在这里，我们展示了一个尺寸控制和诱导金属-绝缘体转变（MIT）在原子设计的超晶格合成一个真正的二维（2D）SrRuO 3晶体具有高度抑制的电荷转移。随着层间交换相互作用的消失，铁磁排列SrRuO 3层中自旋的趋势在2D中减小，伴随着电子的2D局部化。此外，在两个SrRuO 3晶胞层中的电子和磁不稳定性引起热驱动MIT以及变磁转变。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties
少层碲是一种基本的半导体材料，它继承了黑磷（BP）所提供的大多数惊人的物理性质，并且可以通过简单的基于溶液的方法来可行地合成。它是由非共价结合的平行的Te链，其中共价的功能出现。我们相信，这一特征是先前发现的类共价准键（CLQB）的另一个证明，其中波函数杂化确实发生。这种链间CLQB的强度与链内共价键的强度相当，导致几种Te同素异形体的封闭稳定性。它还在第一布里渊区中引入了从几乎直接0.31 eV（体）到间接1.17 eV（2L）变化的可调谐带隙和四（两）个复杂的、高度各向异性的和层依赖的空穴（电子）袋。它还表现出非常高的空穴迁移率（~10 $^5$ cm $^2$ /Vs）和沿非共价键合方向的强光吸收、几乎各向同性和层依赖的光学性质、超过20%的大的理想强度、比BP更好的环境稳定性以及层间剪切和呼吸模式的力常数的不寻常交叉。这些结果表明，少层碲是一种具有高迁移率、高光吸收、本征各向异性、低成本、带隙可调、环境稳定性好、近直接带隙的半导体材料。这种“一维”的少层Te，与其他几何相似的层状材料一起，可能会促进一个新的层状材料家族的出现。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Splitting and Long-lived Carrier Recombination in Ferromagnetic CrSiTe3 Nanosheets
磁性层状三元硫族化合物在二维极限自旋光电子器件中具有广阔的应用前景。了解磁有序和自旋轨道相互作用如何影响材料的性质是开发应用程序所急需的信息。利用超快瞬态反射谱（TR）和光电流谱（PC）结合从头算密度泛函理论（DFT）研究了层状磁性半导体CrSiTe 3（CST）纳米片在顺磁（PM，300 K）和铁磁（FM，10 K）相的能带结构和光响应.我们观察到的直接带隙的减少和出现的120毫电子伏分裂的光学跃迁时，FM相位存在。DFT的能带结构计算表明，带的修改是由FM有序诱导的Te p和Cr d状态之间的价带和导带边缘的带分裂。我们发现，在直接间隙光激发的载流子的大部分在皮秒内通过缺陷介导的复合复合，但2- 3%的电子散射到间接导带谷，导致非常长寿命的电子和空穴。这些长寿命的载流子有助于CST器件的宽带PC响应，其也具有间接吸收的特征。这些结果提供了关键的见解光激发电子和空穴的动力学和能量景观，以及它们如何受到分层铁磁体中的自旋有序效应的影响。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
