Spacer-layer-tunable magnetism and high-field topological Hall effect in topological insulator heterostructures
控制磁性拓扑绝缘体（MTIs）中的磁序是利用MTIs开发自旋电子学应用的关键，通常通过改变磁掺杂浓度来实现，这不可避免地影响自旋轨道耦合强度和拓扑性质。在这里，我们展示了可调的磁性拓扑异质结构在很宽的范围内，从铁磁相与居里温度约100 K的顺磁相的所有方式，同时保持整体化学成分相同，通过控制两个原子薄的磁性层之间的非磁性间隔层的厚度。这项工作表明，间隔层控制是一个强大的工具来操纵MTI异质结构中的磁拓扑功能。此外，MTI和Cr2O3缓冲层之间的相互作用也导致了强大的拓扑霍尔效应存活高达创纪录的6 T的磁场，揭示了界面层在薄膜拓扑材料中的关键作用。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling mediated tunable electron heat capacity of quantum wells
从索末菲展开得到的传导电子的热容量示出通过Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合参数是可调的。使用AlInSb/InSb/AlInSb作为具有可变阱和非对称势垒区的代表性异质结构，发现热容量对于自旋向下的电子是较高的，并且对于较宽的阱遭受减少。通过施加单轴应变可进一步降低。最后，我们提出了一种方法来确定自旋寿命的自旋放松通过D 'yakonov-Perel'机制从实验估计的热力学势，如亥姆霍兹自由能和热容。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Gate Tunable Magnetism and Giant Magnetoresistance in ABC-stacked Few-Layer Graphene
磁性是量子集体态的一种典型现象，在动态随机存取存储器（DRAM）等半导体技术中有着广泛的应用。在传统材料中，它通常是由d-或f-壳层电子的磁矩之间的强交换相互作用引起的。然而，磁性也可以在非磁性元素的完美晶格中出现。例如，具有高态密度（DOS）的平带系统可能会产生自发的磁有序，如Stoner判据所示。在这里，我们报告了菱形堆叠的少层石墨烯（r-FLG）的可调磁性。在小但有限的掺杂（n~10^11 cm-2），我们观察到突出的电导滞后和巨磁导，超过1000%的磁场的函数。这两种现象都可以通过密度和温度来调节，当n>10^12 cm-2或T> 5 K时，这两种现象消失。这些结果证实了第一性原理计算，这表明在掺杂的r-FLG的半金属态的形成，其中的磁化强度是可调的电场。我们的实验和理论工作表明，磁性和自旋极化，所产生的强电子相互作用的平带，出现在一个系统完全由碳原子。磁的电场可调谐性为自旋电子学和低能器件工程提供了希望。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Spin Qubit Coupling Mediated by a Multi-Electron Quantum Dot
提出了一种利用多电子、二能级量子点实现电子自旋量子比特纠缠的方法。由点介导的有效交换相互作用可以理解为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida交换的最简单表现，并且可以通过系统内的能级分裂和隧穿幅度的门电压控制来操纵。这提供了高度的调谐和用于在空间分离的自旋之间实现高保真双量子位门的手段，从而产生了通过混合杂质点系统在硅中耦合施主电子自旋的实验可访问的方法。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetism on the lateral mesoscale by post-processing of Co/Pt heterostructures
在纳米尺度上控制磁性对于微磁学和自旋相关输运的基础研究以及诸如磁纪录、成像和传感的各种应用是必不可少的。这已经在很高程度上通过垂直维度上的分层异质结构来实现。在这里，我们提出了一个互补的方法，允许控制调谐的横向介观尺度上的Co/Pt异质结构的磁性。通过对聚焦电子束诱导沉积（FEBID）制备的Pt基和Co基纳米带进行原位后处理，我们能够局部调节它们的矫顽场和剩磁。而单一的Co-FEBID纳米条纹没有表现出磁滞，我们发现硬磁行为后处理的Co/Pt纳米条纹的矫顽场高达850 Oe。我们将所观察到的效果归因于局部控制形成的CoPt L1 $_{0}$相，其存在已被揭示通过透射电子显微镜。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
KTlO: A metal shrouded 2D semiconductor with high carrier mobility and tunable magnetism
本研究通过从头算预测了新型二维单层材料KTlO，其具有2.25 eV间接带隙、高载流子迁移率、可调磁性等特性，可通过剥离制备，应变可调控其带隙，在纳米电子与自旋电子领域应用潜力大。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnetism in tunable quantum rings
利用可调限制势研究了四电子量子圆环的自旋结构。使用精确对角化方法进行计算。我们的研究结果表明，环状系统可以有铁磁和反铁磁行为之间的振荡翻转作为磁场的函数。此外，在恒定的外部磁场下，当系统参数改变时，铁磁性和反铁磁性之间也出现了类似的振荡变化。根据我们的结果，量子环的磁性可以通过系统参数来调节。我们利用可调的限制势研究了圆形四电子量子环的自旋结构。使用精确对角化方法进行计算。我们的研究结果表明，环状系统可以有铁磁和反铁磁行为之间的振荡翻转作为磁场的函数。此外，在恒定的外部磁场下，当系统参数改变时，铁磁性和反铁磁性之间也出现了类似的振荡变化。根据我们的结果，量子环的磁性可以通过系统参数来调节。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Graphene Transport Mediated by Micropatterned Substrates
工程衬底为具有可调性质的石墨烯器件提供了一条有前途的途径。特别地，形貌图案化的衬底由于其诱导应变和静电掺杂的局部变化的能力而可以暴露独特的行为。然而，为了探索可能的科学和应用范围，重要的是要创建既具有可调特性又适合于传输测量的地形衬底。在这封信中，我们描述了可调的，地形图案化的基板适合运输测量的制造。我们报告了在这些衬底上制造的石墨烯器件的光学和输运测量，并展示了由地形特征引起的特征应变和局部掺杂行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Carbon-based nanostructures as a versatile platform for tunable $π$-magnetism
开壳纳米石墨烯中$π$磁性的出现在几十年前就已经在理论上被预测，但是由于强化学反应性使得它们的合成和稳定化困难，它们的实验表征是难以捉摸的。近年来，真空条件下的表面合成为纳米石墨烯的原子级精确工程提供了前所未有的机会，结合扫描探针技术，我们在实现局域电子自旋态和控制原子级电子自旋相互作用的能力方面取得了实质性进展。在这里，我们回顾的基本概念和显着的进展，在过去几年中，并概述了碳基$π$ -磁性材料的多功能性作为一个有趣的平台，在自旋电子学和量子技术的应用。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exact diagonalization study of the tunable edge magnetism in graphene
通过精确对角化技术分析了长度高达48个单元格的石墨烯边缘的可调磁性。为此，我们使用了一个广义的相互作用的一维模型，它可以从描述石墨烯锯齿形边缘状态与铁磁相的限制，连续调谐到相当于哈伯德链，这不允许铁磁性的限制。这一分析揭示了为什么边缘态具有铁磁基态，而通常的一维金属没有的问题。从本质上讲，我们发现边缘态有两个重要的特征：（a）边缘态完全禁止umklapp过程，这允许自旋极化的基态。(b)边缘态的有效相互作用顶点的强动量依赖性引起了部分自旋极化状态和标准顺磁Luttinger液体和铁磁Luttinger液体之间的二级相变。
2011-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Magnetism and Half-Metallicity in Hole-doped Monolayer GaSe
通过第一性原理计算，我们发现空穴掺杂在单层GaSe中引起铁磁相变。随着空穴密度的增加，每个载流子的平均自旋磁矩增加，并且在磁矩开始突然下降之前，在系统处于半金属状态的情况下，在$3\times 10^{13}$ /cm $^{2}$ - $1\times 10^{14}$ /cm $^{2}$的范围内达到接近1.0 $μ_{\rm{B}}$ /载流子的平台。预测的磁性起源于交换分裂的电子状态的价带的顶部，在这个准二维系统的状态密度表现出尖锐的范霍夫奇异性。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Carrier and strain tunable intrinsic magnetism in two-dimensional MAX$_3$ transition metal chalcogenides
采用密度泛函理论研究了二维MAX $_3$（M= V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni; A= Si，Ge，Sn，X= S，Se，Te）过渡金属三硫族化合物的磁序与载流子密度和应变的关系.我们的{ \em ab initio}计算表明，这类化合物包括宽禁带和窄禁带半导体以及金属和半金属，并且这些化合物中的大多数是磁性的。虽然反铁磁顺序是最常见的，但预测铁磁性在MSiSe $_3$（M= Mn、Ni）中，在MSiTe $_3$（M= V、Ni）中，在MnGeSe $_3$中，在MGeTe $_3$（M=Cr、Mn、Ni）中，在FeSnS $_3$中，以及在MSnTe $_3$（M= V、Mn、Fe）中。在这些化合物中，CrGeTe $_3$和VSnTe $_3$是铁磁半导体。我们的计算表明，反铁磁和铁磁顺序之间的竞争可以大大改变应变工程，并在半导体的情况下，也通过门控。相关的临界温度可以通过载流子掺杂和应变而显著提高。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetism of a single-carbon vacancy in graphene
去除单碳空位引入了石墨烯中的电子和电子的（准）局域态。石墨烯中单碳空位的局域悬挂键和准局域电子之间的相互作用被预测为控制其磁性。然而，通过操纵电子和电子之间的相互作用来实验证实这一预测仍然是一个突出的挑战。在这里，我们报告的操纵单个单碳空位在石墨烯中的磁性通过使用扫描隧道显微镜（STM）的提示。我们的自旋极化STM测量，辅以密度泛函理论计算，表明局域化和准局域化电子之间的相互作用可以分裂成两个状态的电子与相反的自旋，即使它们是在费米能级以上。通过STM针尖，我们成功地操纵了电子相对于电子的磁矩的大小和方向。在实验中实现了单碳空位的三种不同的磁性状态，表现出的磁矩分别约为1.6、0.5和0。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable coupling of qubits: nonadiabatic corrections
我们分析了量子比特的耦合介导的可调和快速的元素超越绝热近似。非绝热修正是重要的，甚至在相关参数范围的部分占主导地位。作为一个例子，我们考虑了由门控约瑟夫森结介导的两个电荷量子比特之间的可调电容耦合，如Averin和Bruder所建议的。当电容耦合被调谐为零时，非绝热的电感性贡献仍然存在。另一方面，如果量子比特在对称点处操作，则可以关闭总耦合（在旋转波近似中）。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall
Tunable THz Surface Plasmon Polariton based on Topological Insulator-Layered Superconductor Hybrid Structure
从理论上研究了三维强拓扑绝缘体（TI）与层状超导-磁绝缘体结构界面处的表面等离子体激元（SPP）。当层状结构的磁导率变高时，通过电子掺杂可以增强SPP的可调谐性。当界面被超导或垂直磁性带隙时，SPP色散进一步畸变，并伴随着群速度和穿透深度的移动。当费米能级接近能隙值时，SPP的位移达到最大值，并可能产生可观测的效应。在TI表面附近的层状超导体与磁性材料之间的界面处的可调谐SPP可能为Majorana费米子的探测提供新的见解。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall
Imprinting Tunable $π$-Magnetism in Graphene Nanoribbons via Edge Extensions
磁性碳纳米结构目前正受到广泛应用的审查。在这里，我们从理论上研究扶手椅型石墨烯纳米带图案化与不对称的边缘扩展组成的横向稠合的萘酚基团，最近通过表面合成制造。我们表明，一个单独的边缘扩展作为一个自旋$\frac{1}{2}$中心，并开发了相当大的自旋极化的带边缘周围的电导。一对边缘扩展之间的海森堡交换耦合由碳骨架中第二个萘并基团的位置决定，从而实现铁磁、反铁磁或非磁性状态。边缘扩展的周期性排列在能带极值处产生完全的自旋极化，并且伴随的铁磁基态可以通过外部刺激被驱动到非磁性或反铁磁相。总的来说，我们的工作揭示了精确的可调谐性的$π$ -磁性的石墨烯纳米带诱导的萘酚基团，从而建立这些一维架构作为合适的平台，逻辑自旋电子学。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
p wave Magnetism and Gate-Tunable Edelstein Response in van der Waals Heterostructures
Hanyang University（汉阳大学）；University of Melbourne（墨尔本大学）
本研究提出利用范德瓦尔异质结构实现电控p波磁性，通过双二次相互作用驱动相变并展示可调Edelstein响应。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong Edge Magnetism and Tunable Energy Gaps in Zigzag Graphene Quantum Dots with High Stability
石墨烯是一种半金属，不能直接用作电子或自旋电子器件。我们证明了石墨烯量子点（GQD）可以表现出很强的边缘磁性和可调的能隙，由于局域边缘状态的存在。通过大尺度第一性原理密度泛函理论（DFT）计算和基于模型哈密顿量的详细分析，我们可以发现随着系统尺寸的增加，GQD中的锯齿边缘态变得更强，更局域化。当量子点直径大于4.5 nm时，增强的边缘态沿量子点的边缘诱导强的电子-电子相互作用，最终导致从单畴到边内铁磁和边间反铁磁的磁相变.我们的分析表明，GQD中两个最近邻锯齿形边之间的反铁磁态的边间超交换相互作用比GQD和石墨烯纳米带中两个平行锯齿形边之间的强得多.此外，这种强的和局部的边缘状态也诱导GQD半导体与可调的能隙，主要通过调整系统的大小控制。我们的研究结果表明，量子限制效应，边间超交换（反铁磁），和边内直接交换（铁磁）的相互作用是至关重要的锯齿形GQD在纳米尺度上的电子和磁性。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-tunable interactions and frustration in underlayer-mediated artificial spin ice
人工自旋冰系统通过控制纳米磁体矩之间的相互作用，为一系列模型磁系统打开了实验窗口。这种控制先前已经通过改变纳米磁体的尺寸和它们的放置的几何形状来实现。在这里，我们证明了人工自旋冰的相互作用可以进一步控制，包括下面的时刻的软铁磁底层。这样的基底在磁化时也破坏了阵列中的对称性，从而向相关性引入了方向分量。利用空间分辨磁光克尔效应显微镜对退磁后的基态进行成像，发现退磁态的相关性依赖于底层磁化方向。此外，最近邻和次最近邻的相对相互作用强度随阵列几何形状而显著变化。我们利用这一功能，诱导挫折在一个固有的未受挫的正方形晶格几何形状，展示了新的可能性，在二维纳米磁性系统的有效几何形状。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
Tunable Magnetism and Valleys in VSiZ$_3$ monolayers
基于第一性原理计算提出MAZ$_3$单层，以VSiN$_3$为例展示可调磁性和谷，通过载流子掺杂实现Stoner铁磁性和谷分裂，为自旋电子学和谷电子学器件提供新途径。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dialkali-Metal Monochalcogenide Semiconductors with High Mobility and Tunable Magnetism
原型二维（2D）材料的发现为基础突破和器件应用提供了巨大的机会，正如过去十年中石墨烯，原子薄过渡金属硫属化物和少层黑磷的研究蓬勃发展所证明的那样。在这里，我们报告了一个新的，大家庭的半导体二碱金属单硫族化物（DMMCs）与固有的A $_{2}$ X单层结构，其中两个碱金属亚单层形成六方密堆积和三明治的三角形硫族元素原子平面。这种独特的晶格结构导致了非凡的物理性质，例如良好的动态和热稳定性、可见的近红外线能隙、高电子迁移率（例如K $_{2}$ O中的$1.87\times10^{4}$ cm $^{2}$ V $^{-1}$ S $^{-1}$）.最引人注目的是，DMMC单层（ML）在价带（VB）边缘附近具有扩展的范霍夫奇点，这可以通过$\sim1.0\times10^{13}$ cm $^{-2}$的适度空穴掺杂容易地获得。一旦达到临界点，DMMC ML经历自发的铁磁转变时，顶部VB成为完全自旋极化的强交换相互作用。这种门可调磁性在DMMC ML是有前途的探索新的器件概念在自旋电子学，电子学和光电子学。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of gate-tunable magnetism in graphene grafted with Pt-porphyrins
在石墨烯中诱导磁性有很大的希望，例如控制与栅电极的交换相互作用和产生奇异的磁相。迄今为止，用磁性分子或原子涂覆石墨烯主要导致石墨烯迁移率降低。在目前的工作中，我们表明，铂卟啉吸附在石墨烯上导致增强的流动性和栅极依赖的磁性。我们报道了卟啉可以是供体或受体，这取决于石墨烯的初始掺杂。卟啉在石墨烯上的带电杂质周围转移电荷和电荷，减少石墨烯掺杂并增加其迁移率。此外，电离的卟啉带有磁矩。利用介观输运对磁性的敏感性，特别是超导邻近效应和电导涨落，我们探讨了电离卟啉的相互作用磁矩在石墨烯中诱导的磁序。在磁性的签名中，我们发现了具有奇数分量的两端磁阻波动，这是零场时反对称性破缺的一个标志，在未涂覆的石墨烯样品中不存在。当石墨烯连接到超导电极时，感应的磁性导致超电流的栅极电压依赖性抑制、修改的磁干涉图案和栅极电压依赖性磁滞。对于长超导体石墨烯超导体结和具有最高初始掺杂的样品，磁性特征是最大的，与更大数量的电离的并且因此磁性的卟啉相容。我们的研究结果表明，长程磁性通过电离的卟啉磁矩通过石墨烯诱导。这种磁相互作用由石墨烯中载流子的密度控制，这种可调谐性可以在自旋电子学应用中加以利用。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RFSQUID-Mediated Coherent Tunable Coupling Between a Superconducting Phase Qubit and a Lumped Element Resonator
我们演示了超导相位量子比特和集总元件谐振器之间的相干可调谐耦合。的耦合强度介导的磁通偏置的RF SQUID在非滞后制度。通过调节施加到RF SQUID的磁通偏置，我们改变了相位量子比特和谐振器之间的有效互感，从而改变了耦合能量。我们通过观察相位量子比特光谱中分裂大小的调制，以及通过观察共振时真空拉比振荡频率的调制，验证了耦合强度从0到$100 MHz$的调制。测量的光谱分裂和真空拉比振荡符合理论预测。
2010-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional magnetism mediated by spin-phonon-photon coupling
本研究理论提出自旋-声子-光子耦合可介导双二次长程自旋相互作用，产生非常规一级磁相变，具备超低功耗热辅助写入磁存储和原位磁调控潜力。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically-tunable ultra-flat bands and $π$-electron magnetism in graphene nanoribbons
该研究预测一维锯齿形石墨烯纳米带在横向电场下可产生可逆的超平能带，并在电荷掺杂时引发边缘局部磁矩，为诱导强关联电子相提供了新途径。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall 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
Tunable Half-Metallicity and Edge Magnetism of H-saturated InSe Nanoribbons
本文报道了氢饱和的InSe纳米带（H-ZISNs）的电子和磁性的理论研究。基于混合泛函第一性原理计算，我们发现H-ZISNs具有可调的半金属度和短程铁磁有序。我们首先表明，p型掺杂把窄的H-ZISNs从半金属到半金属，自旋极化沿In终止的边缘。这种行为进一步分析的两带紧束缚模型，它提供了一个易于处理的描述的H-ZISN电子结构，并作为一个出发点确定磁相互作用。海森堡模型内确定的占主导地位的交换相互作用被发现是铁磁性的带状宽度和电荷掺杂的独立。短程稳定性的磁序进行评估的零场自旋相关长度，这是发现在液氮温度下约为1 nm。最后，通过计算自旋相关的输运性质，我们发现了一个掺杂制度，其中可以观察到强自旋选择性的电导率。我们的研究结果表明，H-ZISNs是在纳米尺度上实现自旋电子效应的有吸引力的候选者。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Anomalous Spin Response and Virtual-Carrier-Mediated Magnetism in a Topological Insulator
我们提出了一个全面的理论研究碲化汞量子阱中的静态自旋响应，揭示了独特的行为的拓扑非平凡的倒置结构。最引人注目的是，未掺杂的拓扑绝缘体系统的q=0（长波长）的自旋磁化率是恒定的，等于发现的值为无间隙的狄拉克样结构，而相同的数量显示了典型的减少，在正常绝缘体制度的带隙增加。我们讨论的局部磁矩存在于量子阱中，无论是在绝缘和电子掺杂的情况下的顺序的分歧。边缘状态的自旋响应也被认为是，我们提取有效的朗德g因子的体和边缘电子。在我们的研究中揭示的各种反直觉的自旋响应特性源于系统在访问电荷载流子动力学可以由普通薛定谔型物理学控制的情况下的多功能性，模仿手性狄拉克费米子的行为，或反映材料的受保护的拓扑顺序。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Lieb Lattice in Covalent-organic Frameworks with Tunable Topology and Magnetism
Lieb晶格是一种二维边耗尽的正方形晶格，由于其独特的能带结构，狄拉克锥被一个平坦带所包围（狄拉克平坦带）。到目前为止，虽然已经在实验中发现了一些人工Lieb晶格，但在真实材料中实现Lieb晶格仍然是不可实现的。本文基于紧束缚模型和第一性原理计算，预测了两种共价有机骨架（COFs），即，在最近的实验中合成的sp 2C-COF和sp 2N-COF实际上是基于有机配体的Lieb晶格的前两种材料实现。研究发现，晶格畸变可以控制狄拉克平坦带的带宽，并反过来决定其电子不稳定性对自发自旋极化载流子掺杂过程中。自旋-轨道耦合效应可以驱动扭曲Lieb晶格中的Dirac平坦带，这些带呈现出依赖于费米能级位置的非平凡拓扑性质。有趣的是，随着空穴掺杂浓度的增加，sp2 C-COF可以经历从顺磁态到铁磁态再到Néel反铁磁态的相变.我们的研究结果不仅证实了Lieb晶格在COFs中的首次物质实现，而且为在d-（f-）轨道自由的有机晶格中实现可调拓扑结构和磁性提供了一种可能的途径。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Defect Mediated Helical Phase Reorientation by Uniaxial Stress
Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Southeast University（东南大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
通过单轴应力调控拓扑缺陷，实现螺旋相重取向，揭示应变诱导磁性重构的机制，为低能耗磁性纳米相控制提供新方法。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall
Dirac-Electrons-Mediated Magnetic Proximity Effect in Topological Insulator / Magnetic Insulator Heterostructures
在拓扑绝缘体/磁性绝缘体异质结构中实现无耗散手征边缘电流的可能性是基于界面处的磁性邻近交换耦合由拓扑绝缘体的狄拉克表面态支配的条件。本文报道了用极化中子反射计观察到的体绝缘拓扑绝缘体（Bi $_{0.2}$ Sb $_{0.8}$）$_{2}$ Te $_{3}$ /磁性绝缘体EuS异质结构中的狄拉克电子介导的磁邻近效应。我们能够通过施加电背栅来将拓扑绝缘体的费米能级调谐到接近电荷中性点来最大化邻近感生磁性。基于抗磁屏蔽的唯象模型被发展来解释在高载流子密度下被抑制的邻近感生磁性。我们的工作为利用拓扑绝缘体/磁性绝缘体异质界面的磁邻近效应进行低功率自旋电子学应用铺平了道路。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall
Polaron-mediated anisotropic exchange in 2D magnets
University of Vienna（维也纳大学）；Alma Mater Studiorum – Università di Bologna（博洛尼亚大学）
研究通过极子调控二维磁体的磁交换相互作用，揭示极子可局部打破磁对称性并诱导各向异性交换耦合，为磁结构调控提供新机制。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall 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
Zigzag nanoribbon of gated bilayer hexagonal crystals with spontaneous edge magnetism
单层石墨烯类二维材料的锯齿形纳米带在锯齿形终端处具有自发边缘磁性，其配置控制带隙。本文研究了双层六方晶体锯齿形纳米带的边缘磁性。研究了双层石墨烯和双层硅烯的具体模型。随着门控电压的增加，基态和第一准稳定激发态的总能级、磁结构和能带结构被调谐。在一定的门控电压范围内，上自旋带隙打开，下自旋带隙关闭，系统处于自旋极化金属相。这种双层纳米带的自旋极化导电边带可以应用于栅可调谐自旋电子器件。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall
In-plane ordering and tunable magnetism in Cr-based MXenes
本文利用密度泛函理论研究Cr基i-MXenes，发现其电子和磁性基态对组成及表面官能化高度敏感，计算所得磁转变温度与磁各向异性能可比肩已知二维磁体，展现出作为磁性器件的应用潜力。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable ferromagnetism in a van der Waals magnetic semimetal
本研究利用离子栅控技术调控范德华磁性半金属 Cr3Te4 的电子掺杂，发现居里温度、磁各向异性及霍尔效应符号同步非单调演化，揭示其磁性受半金属能带交叉点支配。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure tunable quantum anomalous Hall states in a topological antiferromagnet
通过静水压力调控MnBi2Te4反铁磁拓扑绝缘体中的量子反常霍尔态，增强其鲁棒性并实现可逆控制，揭示了机械调控能带拓扑与磁性的紧密联系。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
Room-temperature Ferroelectric Control of 2D Layered Magnetism
本研究针对电压调控磁态的可逆稳定切换难题，在二维层状铁磁体中实现室温铁电磁性调控，具有超低功耗和显著磁化变化，为多类自旋电子器件提供新方向。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetism in Nitride MXenes:consequences of atomic layer stacking
本研究通过DFT计算揭示氮化物MXenes中过渡金属层堆叠模式可显著调控其电子与磁性能，为磁性器件应用提供新途径。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable electronic and magnetic properties of thin Nb$_3$I$_8$ nanofilms: interplay between strain and thickness
在可调范德华（vdW）同质和异质结构中实现磁性的新型2D平台的研究为创新的自旋电子学和磁性器件铺平了道路。在这项研究中，我们解开了有趣的性能的几层Nb $_3$ I $_8$ VDW纳米薄膜的第一原理，显示如何以及在何种程度上可以使用几个自由度，如膜厚度，堆叠几何形状，应变，甚至它们的组合调整特定的磁排序。所有这些方面都在这里进行了探索，全面了解这种新颖而有前途的磁性材料。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall
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
Gate-tunable Memristive Phenonmena Mediated by Grain Boundaries in Single Layer MoS2
高速计算的持续发展取决于材料合成和器件结构的突破。通过引入忆阻器，可以显着增强逻辑和存储器的性能，忆阻器是一种两端器件，其内部电阻取决于外部偏置电压的历史。基于具有绝缘氧化物（例如TiO 2）的金属绝缘体金属（MIM）结构的现有技术忆阻器受到缺乏对细丝形成的控制和开关电压的外部控制的限制。在这里，我们报告一类忆阻器的基础上晶界（GB）在单层二硫化钼设备。具体而言，从接触出现的GB的电阻可以容易地和重复地调制，开关比高达1000和动态负微分电阻（NDR）。此外，MoS2的原子级薄性质使得能够通过场效应几何形状中的第三栅极端子来调谐设置电压，这提供了在其他已知忆阻器件中未观察到的新功能。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong and tunable couplings in flux-mediated optomechanics
本文研究了超导干涉器件（SQUID），它是由两个非对称约瑟夫森结耦合到一个嵌入在SQUID环路中的机械谐振器。我们在机械谐振器的频率远低于SQUID的腔频率的情况下，以及在它们相当的情况下，验证了这个系统。在第一种情况下，辐射压力和交叉克尔型相互作用的出现和修改的不对称性。在辐射压力为零的极值点，交叉克尔型耦合是主导项。在第二种情况下，主要的相互作用是单光子分束器，它只存在于有限的非对称性。在这种情况下的另一种相互作用是交叉克尔型，它存在于所有的不对称性，但通常比分束器的相互作用弱得多。增加磁场可以显著增强光机耦合强度，使辐射压耦合达到单光子强耦合区，甚至达到单光子耦合率超过机械频率的超强耦合区。
2016-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin relaxation in disordered graphene: Interplay between puddles and defect-induced magnetism
我们研究了缺陷引起的磁矩对石墨烯自旋弛豫的影响。我们提出并采用在我们的研究中的微观模型，描述磁杂质散射过程介导的电荷水坑。该模型结合了与缺陷诱导态相关的自旋织构。我们使用实验推断的值校准我们的模型参数。我们得到的自旋弛豫时间的结果与实验结果非常吻合。我们的研究导致了一个全面的解释短自旋弛豫时间在实验文献中报道。我们还提出了一个新的解释令人困惑的实验观察增强自旋弛豫时间在氢化石墨烯样品的组合效应，由于无序配置，导致增加耦合的磁矩和缺陷诱导的$π$ -类磁性的石墨烯的可调谐性。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
Tunable thermoelectricity in monolayers of MoS$_{2}$ and other group-VI dichalcogenides
本文研究了MoS $_{2}$和其他VI族二硫属化合物单分子膜在圆偏振非共振光下的热电性质。解析表达式推导的Berry相位介导的磁矩，轨道磁化，以及热和能斯特电导率。通过{ \it非共振}光调谐带隙增强了价带和导带中的自旋分裂，因此导致自旋和谷热电性质的显著改善。
2015-04-18 cond-mat.mes-hall
Tunable RKKY interaction in a double quantum dot nanoelectromechanical device
提出了一种在双量子点纳机电器件中实现机械可调Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的方法。悬浮在金属板上的两个量子点的自旋之间的耦合是由传导电子介导的。我们表明，自旋机械相互作用可以驱动的金属板中的电荷密度的缓慢调制。我们建议使用Stuckelberg振荡作为一种灵敏的工具，用于检测耦合量子点的自旋和电荷态。讨论了自旋-自旋动力学相互作用引起的机械反作用理论。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
The Nature of the magnetism-promoting hole state in the prototype magnetic semiconductor GaAs: Mn
最近的实验[1]表明，GaAs：Mn中的铁磁性（FM）是由杂质带而不是价带中的空穴决定的。本文讨论了杂质带中载流子介导的FM的物理机制，其中Mn的d能级起着至关重要的作用。该理论基于第一原理方法。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Adsorbate-Adsorbate Interactions on Graphene
我们提出了一种机制来控制石墨烯上吸附物之间的相互作用。一对吸附物之间的相互作用-一种吸附物在另一种存在下的吸附能的变化-由石墨烯的π电子介导的相互作用主导，并且具有两个不同的机制。从头算密度泛函，数值紧束缚，和分析计算被用来发展的理论。我们证明，相互作用可以在很宽的范围内调整通过调整吸附剂-石墨烯键合或化学势。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Tunable Kondo Effect in Graphene with Defects
石墨烯是一种用于研究严格限制在二维层1中的电子的模型系统，并且已经在石墨烯中证明了大量的电子现象，从分数2，3量子霍尔效应到超导性4。然而，传导电子与局部磁矩的耦合，这是凝聚态物理的一个核心问题，在石墨烯中还没有实现，而且，考虑到碳缺乏d或f电子，石墨烯中的磁性似乎不太可能。尽管如此，在不存在过渡金属元素的情况下，石墨碳中的磁性已经被阐明7 -10，解释范围从晶格缺陷11到边缘结构12，13到石墨烯片的负曲率区域14。最近的实验表明，质子辐照引起的高度有序热解石墨（HOPG）中的相关缺陷9或原生于晶粒边界7，可以引起铁磁性。在这里，我们表明石墨烯中的点缺陷（空位）15是通过近藤效应与传导电子强烈相互作用的局部矩6，16-18，提供了石墨烯中的缺陷确实具有磁性的强有力证据。近藤温度TK是可调的载流子密度从30-90 K;高TK是一个直接的结果，强耦合的缺陷，传导电子在狄拉克材料18。结果表明，石墨烯中的缺陷工程可以用来产生和控制载流子介导的磁性，实现全碳自旋电子器件。此外，石墨烯应该是一个理想的系统，在其中探测近藤物理在一个广泛可调的电子系统。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mediated tunable coupling of flux qubits
它勾勒了如何单稳态射频或直流SQUID可以调解两个相邻的磁通量子比特之间的电感耦合。SQUID的磁化率对外部磁通量的非平凡依赖性使得可以连续地调谐从反铁磁（AF）到铁磁（FM）的感应耦合。特别地，对于合适的参数，感应的FM耦合可以足够大以克服量子位之间的任何可能的直接AF感应耦合。主要特征来自多量子位势的经典分析。一个完全的量子处理产生类似的结果，但与SQUID磁化率的修改表达式。由于后者是精确的，它也可以用来评估大屏蔽和简并通量偏置的隔离rf-SQUID的磁化率-或等效的能级曲率，即，一个量子比特。结果进行了比较，标准的两个级别（赝自旋）的处理的反交叉，并随后的结论进行了数值验证。
2005-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Magnetic Semiconductor Behavior Driven by Half-Filled One Dimensional Band in Zigzag Phosphorene Nanoribbons
通过密度泛函理论计算发现锯齿形磷烯纳米带具有反铁磁绝缘态。与其他一维系统相比，ZPNR的磁性表现出几个令人惊讶的特点：（i）磁矩在每个锯齿形边缘反平行排列;（ii）磁性能量相当稳定（约29 meV/磁离子），带隙很大（约0.7 eV）;（iii）适度的压缩应变将诱导磁性到磁性以及半导体到金属的转变。所有这些现象都是由于一种独特的机制而自然产生的，即半充满的一维带在π/2 α附近穿过费米能级引起的电子不稳定性。ZPNR独特的电子和磁性使其在纳米电子器件中具有巨大的应用潜力。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Superconducting Phase Transition in Metal-Decorated Graphene Sheets
使用典型的实验技术，很难在二维中分离载流子密度和无序对超导转变的影响。使用基于金属层去湿的简单制造过程，我们已经生产了用纳米级锡簇的非结晶网络装饰的石墨烯片。这些金属团簇既有效地掺杂石墨烯衬底，又诱导长程超导关联。这使我们能够研究在固定的无序和可变的载流子浓度的超导转变。我们发现，尽管在介观长度尺度（10-100 nm）的结构不均匀性，这种材料的电子行为作为一个均匀的脏超导体。我们简单的自组装方法建立了石墨烯作为一个理想的可调衬底研究诱导二维电子系统在固定的无序和我们的技术可以很容易地扩展到其他序参量，如磁性。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Observation of Magnetic Proximity Effect Using Resonant Optical Spectroscopy of an Electrically Tunable MoSe$_2$/CrBr$_3$ Heterostructure
范德华异质结构结合二维磁性和半导体层构成了一个有前途的平台，接口磁性，电子学和光学。在此，我们利用共振光学反射光谱技术观察了栅可调MoSe $_2$ /CrBr $_3$异质结中的磁邻近效应。高质量的界面导致MoSe $_2$中K和K'谷激子的巨大零场分裂，相当于12 T的外部磁场，具有弱但明显的电场依赖性，这暗示了磁化的电控制的潜力。磁邻近效应使我们能够使用共振光谱充分表征的CrBr $_3$磁铁，确定易轴矫顽场，磁各向异性能量，以及与自旋磁化率和磁化强度的临界指数。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall
