Robust p-orbital half-metallicity and high Curie-temperature in the hole-doped anisotropic TcS2 (X=S, Se) nanosheets
本文基于第一性原理计算研究了畸变的~ 1 T-TcX_2（X=S，Se）的磁性。磁性来源于空穴掺杂，这是由于在价带边缘附近的态密度具有范霍夫奇异性。计算结果表明，TcS 2单分子膜可以发展一个有趣的铁磁（FM）半金属相与可调的自旋极化方向。空穴掺杂TcS 2单层膜的FM半金属度和磁矩主要来源于S原子的p轨道，然后，由于Sp-Sp直接交换作用，获得了具有高居里温度（Tc）（大于800 K）的FM基态。由于磁各向异性能量，磁序在有限温度下对热激励是鲁棒的。在TcS 2双层膜中，当引入层间相互作用时，费米能级附近的电子被重新分配，从而抑制了空穴掺杂引起的铁磁性。当层间相互作用减弱时，铁磁性可以恢复。
2019-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallicity in Undoped and Boron Doped Graphene Nanoribbons in Presence of Semi-local Exchange-Correlation Interactions
我们进行密度泛函计算一维锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNRs）的不同宽度，有和没有边缘掺杂，包括半本地交换相关。我们的研究表明，虽然边缘钝化（氢）ZGNRs的基态更倾向于反铁磁，与硼原子的两个边缘的掺杂稳定系统在铁磁基态。局域和半局域交换关联导致在有限的交叉带电场在边缘钝化ZGNRs的半金属性。然而，具有硼边缘的ZGNR即使在没有电场的情况下也显示出与带宽无关的半金属行为，并且这种性质对于任何电场强度都保持不变，这为自旋电子学的应用开辟了巨大的可能性。
2007-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization in electron- and Mn- doped SrTiO3
Mn掺杂的SrTiO_（3.0）在不含杂质的情况下是一种具有有趣介电性质的顺磁性绝缘体。由于离域载流子通过不同的机制在许多系统中促进铁磁性，我们已经通过Mn离子和电子通过氧空位同时掺杂到SrTiO_3中，从而形成SrTi_（1-x）Mn_xO_（3-d），从而使掺杂的系统金属化，来寻找任何内在的、自发的磁化的可能性。我们发现没有任何增强的磁化强度的金属样品相比，类似制备的Mn掺杂，但是，绝缘样品。因此，我们的结果与最近在金属Mn掺杂SrTiO_3体系中观察到的弱铁磁性不一致。
2013-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Half metallic digital ferromagnetic heterostructure composed of a $δ$-doped layer of Mn in Si
利用\textit{ab initio}电子结构方法，提出并研究了由硅中掺杂Mn的$δ$层组成的数字铁磁异质结构（DFH）的性质。我们发现：（i）Mn层的铁磁有序相对于反铁磁有序在能量上是有利的;（ii）异质结构是一个二维半金属系统。金属行为是由三个多数自旋带起源于杂化Mn- $d$和最近邻Si- $p$状态，相应的载流子负责在Mn层的铁磁秩序。少数自旋通道具有0.25 eV的计算半导体间隙。对总态密度和分态密度、能带结构、费米面和相关电荷密度的分析揭示了半金属度的显著二维性质。谱带排列有利于保持半金属特性接近居里温度（$T_{C}$）。作为Si基的并且可能具有高的$T_{C}$，如关于Si中的稀掺杂Mn的实验所建议的，异质结构对于集成到用于自旋电子学应用的成熟Si技术中可能是特别感兴趣的。
2005-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and magnetism of GeTe doped with transition metals V, Cr and Mn: a theoretical study from the viewpoint of application in spintronics
本文从自旋电子学的潜在应用角度出发，研究了3d过渡金属V、Cr和Mn掺杂的GeTe化合物的磁性。本文采用密度泛函方法对岩盐和锌盐结构的三元化合物的电子结构、磁性和内聚性质进行了系统的研究。在这两种情况下，都是Ge亚晶格掺杂了三种过渡金属。这些化合物中的一些被发现是半金属在其优化的细胞体积。对于这些特定的情况下，我们计算交换相互作用和居里温度，以提供一些理论指导，试图制造适合于自旋电子器件的材料的实验。在适用和适当的情况下，我们的结果与现有的实验研究进行了讨论。详细讨论了Mn掺杂情况下实验观测与理论结果之间的明显差异，指出了造成这种明显差异的各种物理原因和可能的解决办法。
2012-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Investigation of Structural, Electronic Properties and Half-Metallic Ferromagnetism in Ti doped CaS
本论文研究了钛原子取代CaS岩盐结构中的钙原子后的结构、电子和磁性特征，以探索新型稀磁半导体化合物。计算采用基于自旋极化密度泛函理论的全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法，并在WIEN 2k程序中实现.广义梯度近似和Tran-Balaha修正的Becke-Johnson交换势。Ti掺杂CaS铁磁态的稳定性由优化结构释放的总能量和缺陷形成能提供。用经典的Heisenberg模型估算了这些化合物的居里温度。结果表明，室温铁磁性是在低浓度下实现的。所研究的材料表现出半金属铁磁行为。半金属带隙（GHM）是自旋电子学应用中需要考虑的极其重要的因素。杂质的引入使少子自旋带隙中的3d Ti态展宽，使GHM值显著降低。此外，为了评估交换分裂过程的影响，预测了pd交换分裂和交换常数。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Signature of an antiferromagnetic metallic ground state in heavily electron doped Sr2FeMoO6
Sr $_{2}$ FeMoO $_6$是一种双钙钛矿化合物，以其高温行为而闻名。结合不同的磁性和光谱工具，我们表明，该化合物可以驱动到反铁磁金属态的罕见的例子，通过介子掺杂。考虑到合成的Sr $_{2-x}$ La $_x$ FeMoO $_6$（1.0 $\le{x}\le$ 1.5）化合物，我们发现令人信服的证据反铁磁金属基态的$x\ge$ 1.4。对这些化合物的局部结构研究揭示了由强La-O共价驱动的La，Fe和Sr，Mo富集区的不寻常的原子尺度相分布：迄今为止在双钙钛矿中未公开的现象。我们的研究结果的总体趋势是在与上述局部化学波动，这再次证实了相关的动能驱动的磁性模型的现实结构进行的理论计算一致。
2012-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Localization of metallicity and magnetic properties of graphene and of graphene nanoribbons doped with boron clusters
作为改变石墨烯本征性质的一种可能途径，我们利用密度泛函理论研究了嵌入硼团簇对石墨烯的掺杂。簇掺杂在技术上是相关的，因为簇注入技术可以容易地应用于石墨烯。我们发现嵌入石墨烯和石墨烯纳米带中的B7团簇结构稳定，并且局部金属化了系统。这是通过降低费米能级和在费米能级附近引入硼态来实现的。硼簇的线性链在石墨烯基质内形成金属“线”。在锯齿形边缘的石墨烯纳米颗粒中，与簇相关的状态倾向于与边缘和体状态杂交。硼掺杂的石墨烯系统中的磁性通常非常弱。硼团簇的存在削弱了锯齿形边缘石墨烯纳米颗粒的边缘磁性，而不是使该系统适合于自旋电子学。因此，用团簇注入技术掺杂石墨烯可能是一种可行的技术，以局部金属化石墨烯而不破坏其有吸引力的本体性质。
2013-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic, and optical properties of Mn-doped GaSb: a first-principles study
半金属铁磁体可以产生完全自旋极化的传导电子，可以用来制作自旋电子器件。因此，在这项研究中，电子结构，磁性和光学性质的GaSb，这表现出半金属性，掺杂Mn，3d过渡金属，使用广义梯度近似和Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）功能计算。Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ Sb（$x = 0.25, 0.5, 0.75$）材料具有铁磁半金属性质和较高的居里温度，表明该系列材料可用于自旋电子器件。同时，它们在红外波段有较强的吸收，表明Ga $_{1-x}$ Mn $_{x}$ Sb在红外光电器件中也有潜在的应用前景。
2019-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Bipolar conduction and giant positive magnetoresistance in doped metallic titanium oxide heterostructures
赋予传统材料以意想不到的磁电性能，对现有器件的多功能化和未来电子学的探索具有吸引力。最近，由于其在调节物质性质方面的独特作用，超小掺杂剂，例如H，D和Li，在创造新兴功能方面引起了极大的关注，例如超导性和金属-绝缘体转变。在这里，我们报告的双极导电伴随着一个巨大的正磁阻在D掺杂的金属钛氧化物（TiOxDy）薄膜的观察。为了克服将D插入晶体氧化物中的挑战，通过依次用D掺杂Ti和表面/界面氧化形成一系列TiOxDy。有趣的是，虽然掺杂后TiOxDy的电子迁移率增加了一个数量级，但出射空穴也表现出高迁移率。此外，双极导电在6 T下诱导高达900%的巨磁阻，这是其常规相位的约6倍。我们的研究为现有电子产品中的传统材料提供了一种方法，并诱导了新的电子相。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci
High pressure ferroelectric-like semi-metallic state in $Eu-$doped $BaTiO_3$
本研究通过多种高压测量手段发现，$Eu-$掺杂$BaTiO_3$在1.4 GPa以上发生结构相变，伴随载流子离域与微观铁电有序局域团簇共存，在极端量子极限下呈现出类铁电半金属态。
2023-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Identification of Electron Donor States in N-doped Carbon Nanotubes
采用热裂解法制备了氮掺杂碳纳米管，并用扫描电镜和透射电镜对其进行了表征。掺杂的纳米管都是金属的，并在费米能级附近表现出强的电子施主态。利用紧束缚和从头计算，我们观察到，吡啶类N结构负责的金属行为和费米能级附近的突出特点。这些富含电子的结构是n型纳米管的第一个例子，它可以为真正的分子异质结器件铺平道路。
2000-11-20 cond-mat.mtrl-sci
The Origin of Half-Metallicity in Conjugated Electron System -- a Study on Transition Metal Doped Graphyne
采用第一性原理电子结构模拟方法，研究了过渡金属掺杂共轭碳基结构中半金属性（HM）的形成机理。结果表明，HM是一个相当复杂的现象，由过渡金属（TM）原子d轨道的配位场分裂、交换分裂和价电子数决定。由于大多数共轭碳基结构具有中等强度的配体，因此d-轨道分裂的顺序在所有结构中是相似的，并且HM性质根据价电子的数量而演变。基于这一认识，我们预测Cr-、Fe-、Co掺杂的石墨炔将显示HM，而Mn-和Ni掺杂的石墨炔将不显示HM。通过调节价电子的数目，我们能够控制HM的出现，并控制能隙在多数或少数自旋通道中的演化。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rhodium Doped Manganites : Ferromagnetism and Metallicity
首次证明了铑掺杂在小A位阳离子锰氧化物Ln_{1-x} Ca_xMnO_3中诱导铁磁性和绝缘体到金属转变的可能性。对于大的组成范围（0.35 \leq x < 0.60）证明了巨磁阻（CMR）性质。铑诱导这种性能的能力相比，通过铬和钌掺杂所获得的结果。模型被提出来解释这种行为。
2001-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structures of doped anatase $\rm TiO_{2}$: $\rm Ti_{1-x}M_{x}O_{2}$ (M=Co, Mn, Fe, Ni)
本文研究了室温稀磁半导体Co掺杂半导体$\rm TiO_{2}$的电子结构。我们在局域自旋密度近似（LSDA）下得到了半金属基态，而在考虑自旋轨道相互作用的LSDA+ $U$ +SO中得到了绝缘基态。在化学计量的情况下，低自旋状态的Co实现了相当大的轨道矩。然而，在Co附近的氧空位的存在下，Co的自旋状态成为中间。金属相和绝缘相中的铁磁性分别由双交换和超交换机制解释。Mn和Fe掺杂的$\rm TiO_{2}$具有磁性基态，Ni掺杂的$\rm TiO_{2}$具有顺磁性基态。
2002-02-07 cond-mat.mtrl-sci
The effect of simultaneous substitution on the electronic band structure and thermoelectric properties of Se-doped Co3SnInS2 with the Kagome lattice
研究了Se掺杂Co3SnInS2的热电性能和电子能带结构。这种材料的母体化合物（Co3Sn2S2）具有两种Sn位点（Sn1和Sn2位点）。密度泛函理论（DFT）计算表明，In在Sn 2位的取代导致金属能带结构，而在Sn 1位的取代导致半导体能带结构.然而，根据以前的报道，由于铟原子更喜欢在Sn1位而不是Sn2位取代锡原子，Co3SnInS2的电阻率表现出类似于电阻率的行为。在这项研究中，我们已经证明，金属的行为和电阻率的降低，硒掺杂的Co3SnInS2发生没有抑制的塞贝克系数。从DFT计算，当硒含量高于0.5时，总晶体学能量表明，在Sn 2位的更高的铟占据更稳定。因此，硒掺杂抑制了铟取代的位置偏好。这是在Se掺杂的Co3SnInS2中观察到的金属导电性的可能解释之一
2014-10-15 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the magnetic properties of six potential half-metallic ferromagnets: alkaline-earth (Ca, Sr) doped XC (X=Si, Ge, Sn)
用密度泛函理论预测了六种碱土金属（Ca，Sr）取代X后的锌-铁磁体X_（0.75）Y_（0.25）C（X=Si，Ge，Sn，Y =Ca，Sr）.计算得到的这些铁磁体的总磁矩均为2.00μB/超晶胞的整数倍，这是半金属铁磁体的重要特征之一。计算结果表明，X_（0.75）Y_（0.25）C具有较宽的自旋能隙和较高的居里温度。碱土金属掺杂导致这些化合物的自旋极化和半金属性。证实了除了Sn_（0.75）Ca_（0.25）C外，X_（0.75）Y_（0.25）C的铁磁性是由p-d交换耦合引起的。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Transport in the metallic regime of Mn doped III-V Semiconductors
对GaAs中锰掺杂的标准模型进行了相干势近似（CPA）处理。输运系数内的线性响应Kubo形式主义进行评估。正常（NHE）和异常的贡献（AHE）的霍尔效应的检查。我们用一个简单的态密度模型来描述未掺杂的价带。CPA带结构演变成自旋分裂带所造成的$p-d$交换散射与Mn掺杂剂。这产生了强的磁阻，其随温度急剧下降。电阻的温度（$T$）依赖性是由于自旋无序散射（随$T$增加）、CPA能带结构重整化和带电杂质散射（随$T$减少）。计算出的传输系数进行了讨论，与实验有关，以评估整体趋势，并决定该模型是否描述了正确的物理。这看起来确实是这样的，记住跳频限制需要单独处理，因为它不能在带CPA内描述。
2008-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Geometric Percolation Threshold Defines Half-Metallic Window in Vacancy-Doped Titanium disulfides
SRM Institute of Science and Technology（SRM理工学院）
通过几何渗流机制揭示 vacancy-doped Titanium disulfides 中半金属性的形成条件，确定了半金属操作的狭窄功能窗口。
2026-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Re-examination of half-metallic ferromagnetism for doped LaMnO3 in quasiparticle self-consistent $GW$ method
我们应用准粒子自洽$GW$（\qsgw）方法对立方虚晶合金La $_{1-x}$ Ba $_x$ MnO $_3$ %（LBMO）作为巨磁阻钙钛矿锰氧化物的理论代表。在\qsgw \预测它作为一个全极化的半金属铁磁体的$x$和晶格常数的宽范围。计算的态密度和介电函数与实验结果一致。与此相反，计算的自旋波的能量与实验相比非常低。这既不受菱面体变形的影响，也不受\qsgw方法中固有缺陷的影响。因此，我们最后得到一个猜想，即与扬-特勒畸变有关的声子与自旋波的杂化应该比人们迄今所认为的更强。
2009-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nature of the metallic and in-gap states in Ni-doped SrTiO$_3$
本研究利用共振ARPES探究了Ni掺杂SrTiO$_3$薄膜的电子结构，发现Ni掺杂引起p型掺杂并减小带隙，使移动电子系统转为纯二维，并鉴定了杂质态与隙间态，为相关器件应用提供实验依据。
2023-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Doping of Mn$_2$VAl and Mn$_2$VSi Heusler alloys as a route to half-metallic antiferromagnetism
半金属反铁磁体是自旋电子学应用的理想材料，因为它们的零磁化导致较低的杂散场，从而微小的能量损失。从Mn $_2$ VAl和Mn $_2$ VSi合金开始，我们用Co或Fe代替Mn，并通过第一原理电子结构计算表明所得化合物是亚铁磁体。当化合物的价电子总数达到幻数24时，Fe掺杂的化合物是半金属的，因此是非磁性的，而Co掺杂的化合物则表现出理想的半金属反铁磁特性。由于母体化合物Mn $_2$ VAl和Co $_2$ VAl已经在Heusler $L2_1$晶格结构中生长，因此化合物很可能通过实验合成。
2007-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetic and Electronic Properties of Monolayer VI3 by 3d Transition Metal Doping: A First-Principles Study
具有强磁性的二维材料在自旋电子学中有着广阔的应用前景，引起了人们极大的关注。最近，本征铁磁三碘化钒（VI 3）已被实验合成。为了提高其自旋电子学性能，我们对VI 3进行了间隙掺杂，并用第一性原理计算研究了VI 3和3d过渡金属（TM）掺杂的VI 3单层膜的几何结构、形成能、电子性质和磁性.在八种过渡金属（Sc-、Ti-、V-、Cr-、Mn-、Fe-、Co-和Ni-）掺杂的VI 3材料中，其中四种（Ti-、V-、Mn-和Ni-掺杂的VI 3）显示出在费米能附近具有全自旋极化的稳健磁性。我们的研究表明，Ti掺杂的VI 3导致半金属半导体特性（HMS），而V掺杂的VI 3和Ni掺杂的VI 3导致半半导体特性（HSC）。令人惊讶的是，Mn掺杂的VI 3表现出不寻常的双极磁性半导体性质（BMS）。这种强铁磁性和100%自旋极化与半金属、半导体或双极半导体性质的独特组合使得3d TM掺杂的VI 3成为下一代半导体自旋电子应用的潜在候选者。这些自旋极化材料将是非常有用的自旋电流产生和其他自旋电子应用。
2021-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical properties of TM-doped (8,0) SiC SWNT and the prospect of hydrogen storage
采用第一性原理密度泛函理论，在量子espresso程序中研究了过渡金属（TM）掺杂单壁（8，0）SiC纳米管的性质.所研究的性质是电子、光学和储氢前景，而用于掺杂的过渡金属是铁、锰和钴。结果表明，铁磁有序更好地描述了掺杂过程中的磁序。掺杂导致半金属性质。TM-3d和C-2 p在费米能级附近的杂化导致了半金属性的出现。此外，该管的光电特性和储氢容量也发生了变化。掺杂似乎导致光电子学应用范围的扩大，从远红外到可见光的光伏效应。此外，该管似乎显示出储氢的潜力。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities in Low Temperature Properties of Doped Manganites A1-xBxMnO3
本文讨论了掺杂浓度x < 0.4时，掺杂锰氧化物A1-xBxMnO 3的相图和低温性质。用逾渗理论处理了x_cr = 0.16时绝缘反铁磁态到金属铁磁态的转变。给出了绝缘态和金属态的统一描述。未掺杂的锰氧化物是由铁磁层组成的带绝缘体，铁磁层沿c方向反铁磁耦合，具有低的Neel温度。金属相可用双带费米液体图像描述。分析了电导率、自旋波激发等行为，并与实验数据进行了比较。
1999-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, electronic and magnetic properties of Mn-doped GaAs(110) surface
利用第一性原理全能赝势方法研究了Mn掺杂GaAs（110）截面的STM像。我们已经考虑了配置与Mn的间隙位置在最上面的表面层与Mn包围的As（Int $_{As}$）或Ga（Int $_{Ga}$）原子。Mn在GaAs（110）表面的引入导致了晶格的强烈局部畸变，原子间距离相对于未弛豫的原子间距离的变化高达3%。在这两种情况下，表面电子结构是半金属（或\emph{nearly}半金属），它强烈地依赖于当地的Mn环境。附近的Mn原子表现出诱导自旋极化，导致铁磁Mn-As和反铁磁Mn-Ga配置。STM图像的模拟显示了非常不同的模式的成像的Mn原子，这表明它们可以很容易地通过STM分析来辨别。
2006-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Instabilities and Insulator-Metal transitions in Half-Doped Manganites induced by Magnetic-Field and Doping
通过自洽地计算零温下的Jahn-Teller（JT）畸变花样、电荷、轨道和磁序，讨论了半掺杂锰氧化物双轨道模型的相图。我们分析了这些阶段所造成的电子或空穴掺杂远离半掺杂，或通过施加磁场的不稳定性。对于半掺杂锰氧化物的CE绝缘相，在中间JT耦合制度，我们表明，有一个倾斜的自旋（促进移动载流子）和极化自陷载流子JT缺陷之间的竞争。这导致了显著的粒子-空穴不对称性，其中倾斜仅在半掺杂的电子掺杂侧获胜。我们还表明，CE相经历了一个一级转变的铁磁金属相时，施加一个磁场，晶格畸变图案的突变。我们讨论的因素，管理的过渡领域的有趣的小规模。我们认为，所涉及的铁磁金属相有两种类型的载流子，本地化和带状，导致一个有效的双流体模型。
2006-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Phase Diagram of Electron Doped Dichalcogenides
使用第一性原理计算，我们研究了电子掺杂的dichalcogenides，如最近实现的场选通MOS $_2$的相序列。在增加电子掺杂水平时，我们观察到一系列的半导体，金属，超导和电荷密度波制度，即在不同的顺序相比，（半）金属二硫属化物，如TiSe $_2$的相图。这两种不稳定性都可以追溯到耦合电子填充导带最小值的声子软化。超导圆顶，使用Eliashberg理论计算，发现适合实验观察到的相图，从电阻率测量。在较高的电子掺杂浓度的电荷密度波相位预测的声子模式的不稳定性进一步证实了检测伴随的晶格变形密度泛函为基础的超晶胞弛豫。在电荷密度波形成时，掺杂的MoS $_2$保持金属性，但经历Lifschitz转变，其中费米口袋的数量减少。
2014-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nanosized superparamagnetic precipitates in cobalt-doped ZnO
在室温下是否存在长程铁磁有序的半导体仍然是有争议的。一个特别重要的问题是二次磁相的存在，如集群，偏析等。这些往往是乏味的检测，导致矛盾的解释。我们发现，在我们的钴掺杂ZnO薄膜同质外延生长在单晶ZnO衬底的磁性毫不含糊地源于金属钴纳米夹杂物。磁性行为进行了研究，SQUID磁强计，X射线磁性圆二色性，和交流磁化率测量。结果进行了相关的高分辨率X射线衍射，透射电子显微镜和电子光谱成像的基础上详细的微观结构分析。没有发现稀释钴磁矩之间载流子介导的铁磁交换的证据，相反，结合数据提供了明确的证据，表明所观察到的室温铁磁行为源于纳米尺寸的超顺磁性金属钴沉淀。
2008-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Metal-Insulator Transition and Anomalous Lattice Parameters Changes in Ru-doped VO2
由于其现象学和潜在的应用，VO 2几十年来一直受到关注，它在环境温度下具有金红石晶体结构的单斜畸变，这与其金属-绝缘体转变（MIT）有关。相反，RuO 2每分子式单位多三个电子，是金属导体，并且具有未变形的金红石结构。在这里，我们报告了一个系统的研究Ru掺杂的VO 2（V1-xRuxO 2），一般表征其晶体结构，磁性和电子性能，和热容量。确定了组分依赖的威尔逊比。我们发现，需要一个异常高的Ru掺杂值（x=0.8），以实现在V1-xRuxO 2的金属状态。在金属材料中，在0.1 K以下没有观察到超导性。我们提出了一个可能的理解如何绝缘状态可以存在于V1-xRuxO 2在高Ru含量。
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal surface induces strong acoustic plasmons in chemically doped graphene
最近的理论研究表明，掺杂有碱金属（AC x）的独立石墨烯支持强狄拉克和弱声学等离子体。在这里，我们表明，当AC x沉积在金属表面上，强烈的库仑屏蔽完全洗出这些集体模式。然而，即使AC X和金属表面之间的分离的小的增加也会导致AC X等离子体特性的恢复，特别是在独立的情况下不存在的声等离子体强度的增强。我们进一步提供了这些有趣的现象的物理背景。所研究的系统由沉积在Ir（111）表面上的锂和铯掺杂的石墨烯组成。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switched all-metallic-oxide $p$-$n$ junctions
我们首次报道了金属$p$ - $n$结的形成，铁电（Ba，Sr）TiO $_3$（BST）开关最佳电子掺杂（$n$型）金属T '相超导体，（La，Ce）$_2$ CuO $_4$（LCCO）和空穴掺杂（$p$型）金属CMR锰氧化物（La，Sr）MnO $_3$（LSMO）结.与之前的半导体$p$ - $n$相比，（$p$ - $n$）结，本发明的金属氧化物$p$ -$n$结通过双势垒场、内置场$V_0$和铁电反向极化场$V_{rp}$来切换，两者共同作用，使结具有确定的参数，如确定的可忽略的反向电流（$10^{-9}$ A），大击穿电压在偏置电压1.2 ~ 2.0 V，温度5 ~ 300 K范围内，采用了正激整流（$>2\times10^4$）和负激整流（$>$ 7 V）。相关的输运功能，势垒尺寸效应，温度效应也被观察和定义。
2006-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure search and electronic properties of alkali doped phenanthrene and picene
碱掺杂的芳香族化合物已经显示出金属和超导相的证据，其确切性质仍然是神秘的。在钾和铷掺杂的菲中，已经检测到5 K左右的超导温度，但化学计量，晶体结构和电子能带等基本元素仍然是推测性的。我们试图预测的M3-菲（M = K，Rb）的晶体结构使用从头算演化模拟结合密度泛函理论（DFT），并找到金属，但也绝缘体相具有不同的结构。原始分子晶体的原始P21人字形结构通常被放弃，以支持不同的包装和化学基序。金属相是坦率的离子，每个分子获得三个电子。在绝缘层中，碱金属聚结，使每个菲分子所带的电荷从三个减少到两个。对K3-picene进行类似的搜索，得到了一个旧的和一个新的结构，具有不同的钾位置和不同的电子带，但两者都保留了原始picene的面对面的人字形结构和P21对称性。无论是新的K3-picene和最好的金属M3-菲进一步发现，进行自发过渡时，允许自旋极化，过渡不一定是真实的，但它强调的必要性，包括超越DFT的相关性从金属到反铁磁绝缘体。的金属相，可能是相关的声子驱动的超导性的特点是强调。
2014-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Metallicity and superconductivity in doped strontium titanate
钛酸锶是一种宽禁带半导体，由于量子涨落而避免了铁电不稳定性。这种接近导致静态库仑相互作用的强屏蔽，并为在液氦温度下具有极高流动性载流子的非常稀的金属的出现铺平了道路。在变暖时，流动性下降了几个数量级。然而，金属性持续高于室温，即使当表观平均自由程低于电子波长。超导不稳定性在极低的浓度和Migdal-Eliashberg近似的边界之外生存。人们普遍怀疑稀超导性和夭折的铁电性之间有密切的联系。本文简要介绍了钛酸锶作为绝缘体、金属和超导体的研究进展。
2018-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two magnetic regimes in doped ZnO corresponding to a dilute magnetic semiconductor and a dilute magnetic insulator
薄膜的ZnO掺杂磁性离子，Mn和Co，在某些情况下，与Al已制成具有非常宽的范围内的载流子密度。在绝缘和金属薄膜中均观察到铁磁行为，但当载流子密度为中间值时则没有。绝缘膜在低温下表现出可变的范围跳跃，并且由于局部自旋与静态局部态的相互作用而在室温下是铁磁性的。当处于局域态的载流子变得移动时，磁性被淬灭。在金属（简并半导体）的范围内，强大的铁磁性与非常强的磁光信号和室温异常霍尔数据一起重新出现。这证明了导带的极化，并表明当ZnO掺杂到金属区时，它表现为真正的磁性半导体。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unidirectional spin density wave state in metallic (Sr1-xLax)2IrO4
同时表现出强自旋轨道耦合和电子相关效应的材料被预测将拥有许多新的电子态。一个突出的例子是在Sr 2 IrO 4中的Jeff =1/2 Mott态，其中引入载流子被预测表现出类似于La 2CuO 4的S=1/2 Mott态的高温超导性。虽然体超导电性目前仍然难以捉摸，异常的准粒子行为平行于那些在铜酸盐，如pseudogap形成和形成的d-波间隙观察电子掺杂Sr 2 IrO 4。通过揭示电子掺杂Sr 2 IrO 4中的自旋密度波态，建立了电子掺杂Sr 2 IrO 4和空穴掺杂La 2CuO 4的磁性平行关系.我们的磁共振X射线散射数据揭示了一个不相称的磁状态的存在下，让人想起的对角自旋密度波状态中观察到的单层铜酸盐（La 1-xSrx）2CuO 4。这个链接支持的猜想，猝灭的莫特阶段在电子掺杂Sr 2 IrO 4和空穴掺杂La 2CuO 4支持共同竞争的电子阶段。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Narrow-gap Semiconductor to Metallic Altermagnet: Optical Fingerprints of Co-Doped FeSb$_2$
Universität Stuttgart（斯图加特大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究所）；University of Maribor（马里博尔大学）
研究通过Co掺杂使FeSb₂从窄带半导体转变为金属阿尔特磁体，揭示了低能能级跃迁与自旋有序的关系，为探索金属d波阿尔特磁体提供了新平台。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Carrier Density and Thickness Dependent Proximity Effect in Doped Topological Insulator -- Metallic Ferromagnet Bilayers
利用磁导率研究了磁邻近效应对掺杂拓扑绝缘体表面态的影响。我们的双层由一层Fe $_7$ Se $_8$，这是一种金属亚铁磁体和一层Bi $_{0.8}$ Sb $_{1.2}$ Te $_{3}$，这是一种高度空穴掺杂的拓扑绝缘体。利用输运测量和修改后的Hikami-Larkin-Nagaoka模型，我们表明，铁磁体显着缩短表面态的有效相干长度，这表明在狄拉克点处打开了一个间隙。我们表明，磁感应间隙持续的表面状态，从磁铁分开的拓扑绝缘体层厚为170 [nm]。此外，发现间隙的大小与我们从反常霍尔效应中提取的磁化强度成正比。我们的结果给出了拓扑绝缘体/铁磁体双层膜中载流子密度、感生磁化强度和磁感应能隙之间的关系。这些信息对于拓扑绝缘体中磁相互作用的理论理解和这种双层的实际制造都是重要的，这是各种建议技术的基础，如自旋电子器件，远红外探测器等。
2021-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic state in La-doped YBa$_2$Cu$_3$O$_y$ thin films with $n$-type charge carriers
本文报道了用脉冲激光沉积技术制备的La掺杂YBaPDMATHABMMCuPDMATHABMNOPDMATHABMO（YBCO）薄膜，以及随后的\emph{in-situ}退火和真空退火的结果。$n$型样品在最佳还原条件下显示出低于Mott极限的金属行为和室温下$\sim2.8$ $\times$ 10 $^{21}$ cm $^{-3}$的高载流子密度（\emph{T}）. $n$型样品的面内电阻率（$ρ$ $_{ab}$）在中等\emph{T}范围内表现出二次\emph{T}依赖性，并且在相对较高的\emph{T}处显示出异常，这可能与类似于欠掺杂Nd $_{2-x}$ Ce $_x$ CuO $_4$（NCCO）的赝能隙形成有关。此外，在$p$ -侧和$n$ -侧研究了$ρ$ $_{ab}$（T）、\emph{T} $_c$和具有最小电阻率的\emph{T}（\emph{T} $_{min}$）。目前的结果揭示了欠掺杂铜氧化物金属态区域内的$n$ - $p$不对称性（对称性），并表明单个YBCO系统中双极超导性的潜力。
2012-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism in Mn delta-doped cubic GaN: density-functional theory studies
用密度泛函理论计算了12.5%和25%Mn δ掺杂立方GAN的磁性。结果表明，单层δ掺杂和半δ掺杂结构表现出较强的基态半金属铁磁性（HMF），双层δ掺杂结构表现出较强的基态反铁磁性（AFM），自旋翻转能为479.0 meV.δ掺杂结构显示出增强的二维磁性。我们讨论了起源的HMF使用一个简单的晶体场模型。最后，我们讨论了基于Mn掺杂GAN的反铁磁/铁磁异质结。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Heavily $n$-doped Ge: low-temperature magnetoresistance properties
本文报道了重掺磷锗在金属-非金属转变的金属一侧的磁电阻特性的实验和理论研究。一个异常的制度，形成的磁阻的负值，通过进行低温测量，并在广义德鲁德模型内解释，由于多体效应。它揭示了低温下磁阻特性背后的关键机制，因此，构成了在基础物理和技术应用中具有极大兴趣的材料中操纵磁阻的途径
2020-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional metallic ferroelectricity in PbTe monolayer by electrostatic doping
极性金属的铁电畸变和金属性同时并存的特点引起了人们的极大关注。在低维度下开发这样的材料仍然具有挑战性，因为传导电子和减小的维度都应该淬灭铁电性。在这里，基于第一性原理计算，我们报告的铁电行为的发现，在二维（2D）金属材料与静电掺杂，即使铁电性是非常规的原子尺度。我们发现PbTe单层膜是一种本征铁电体，其非中心对称的屈曲结构导致了明显的面外电极化的强度。在铁电单层中掺杂载流子可以保持铁电畸变，从而使掺杂的PbTe单层能够充当2D极性金属。从参数化的能量空间中提取有效哈密顿量，我们发现弹性-极性模相互作用对掺杂系统中存在鲁棒极性不稳定性具有重要意义.这种掺杂策略的应用并不局限于本晶体，而是相当普遍地应用于其他二维铁电体，以带来迷人的金属铁电性能。这一发现改变了人们对二维材料的传统认识，将有助于低维多功能材料的发展。
2020-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Density wave like transport anomalies in surface doped Na$_{2}$IrO$_3$
我们报告的Na $_{2}$ IrO $_3$晶体的表面电导率是非常可调的高能量Ar等离子体刻蚀，并可以从绝缘到金属的蚀刻时间增加。金属样品的温度依赖的电输运显示出一阶相变的特征，这与最近理论上预测的电荷或自旋密度波状相变一致。此外，掠入射小角X射线散射（GISAXS）显示，室温下的表面结构的Na $_{2}$ IrO $_3$不改变等离子体蚀刻后。
2017-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant magnetism in doped semiconducting beta-FeSi2 and CrSi2
新的或不寻常的磁性是一个相当感兴趣的主题，特别是在金属和简并半导体中。在这种材料中，磁性、传输和其他费米液体性质的相互作用可以导致迷人的物理行为。一个例子是在磁性半导体中，其中可以控制和使用自旋极化电流。我们报告的密度泛函计算预测磁性掺杂半导体β-FeSi 2和CrSi 2在相对较低的掺杂水平，特别是对于n型。在这种情况下，作为掺杂水平的函数，存在到半金属状态的快速交叉。结果进行了讨论，这些化合物的电子结构和其他性质。
2013-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Fate of doped carriers in silver fluoride cuprate analogues
AgF $_2$是一种相关的电荷转移绝缘体，其性质与绝缘铜酸盐非常相似，这带来了掺杂后可能导致新的非常规超导体家族的希望。我们使用从头计算研究掺杂策略导致金属化。由于上哈伯德能带非常窄，电子掺杂导致不期望的强自陷态（极化子）。对于空穴掺杂的情况下，极化子的倾向是强于铜酸盐，但仍然足够温和，预计重掺杂的化合物可能成为金属。由于强的电子晶格耦合起源于强的屈曲，我们还研究了一个假设的平坦的同素异形体，并表明它有很好的前景成为金属。我们比较了AgF2的行为与空穴掺杂的传统铜酸盐La $_2$ CuO $_4$和电子掺杂的Nd $_2$ CuO $_4$。我们的研究结果显示了一个明确的路径，实现高温超导氟化银。
2020-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
CrO2: a self-doped double exchange ferromagnet
在LSDA+U方法中进行的CrO2的能带结构计算揭示了金属铁磁性质背后的物理学的清晰图像。参数提出，金属铁磁氧化物CrO2属于一类材料，其中存在磁有序由于双交换（在这方面，CrO2原来是类似的CMR锰酸盐）。结果表明，CrO2具有小的甚至是负电荷转移带隙，这可能导致自掺杂。某些实验来检查所提出的图片建议。
1997-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition and Ferromagnetism in the Electron Doped Layered Manganites La2.3-xYxCa0.7Mn2O7 (x=0,0.3,0.5)
合成了具有层状钙钛矿结构的La_（2.3-x）Y_xCa_（0.7）Mn_2 O_7（x= 0，0.3，0.5）体材料，并对其电学、电学和磁学性质进行了研究。结果表明，La_（1.8）Y_（0.5）Ca_（0.7）Mn_2 O_7具有四方晶系结构，是一种金属铁磁体，其磁转变温度为170 K。该化合物在140 K以下表现出金属行为，在100 K和34 kOe下具有大的磁阻（MR）Δ rho/rho（0）~94%.对于x=0和0.3的结构是单斜的抑制金属。当x=0时，材料是铁磁绝缘体。我们观察到随着x的减小，比热中线性项的系数大大增加。据我们所知，这是第一个报道的电子掺杂锰氧化物显示金属-绝缘体转变和铁磁性。
1998-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Laser doping for ohmic contacts in n-type Ge
我们通过在金属接触和Ge衬底之间创建强掺杂的薄Ge层，在标准n掺杂Ge样品上实现了低至5 K的欧姆接触。得益于所使用的激光掺杂技术，即气体浸没激光掺杂，我们可以获得高于溶解度极限的极高掺杂水平，从而降低金属/掺杂Ge接触电阻。我们独立地测试了掺杂浓度和掺杂层厚度的影响，并且表明当增加掺杂水平时欧姆接触改善，并且当改变掺杂厚度时不受影响。此外，我们的特点是掺杂的Ge/Ge接触，表明在高掺杂的接触电阻是占主导地位的贡献的总接触电阻。
2014-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of lattice strain-induced stripe phases in an optimally-doped manganite
在没有淬火无序的锰氧化物薄膜中，我们分别通过高分辨率扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）显示了高于和低于居里温度（Tc）的绝缘和金属条纹形式的织构。这些条纹的形成涉及竞争的轨道和电荷顺序，并且是由长程晶格应变介导的重叠电子波函数的结果。与普遍的看法相反，电子均匀条纹相强调了晶格应变在引起电荷密度调制和阻止序参量之间的串扰方面的功效，否则，该串扰以轨道有序绝缘相和轨道无序金属相的形式不均匀地演变。
2006-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body electronic structure, self-doped double-exchange, and Hund metallicity in 1T-CrTe2 bulk and monolayer
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
研究揭示 1T-CrTe2 为自掺杂双交换铁磁体，具有显著的 Hund 金属性，通过分析其多体电子结构，发现 Cr-d 轨道的 itinerant eg 电子与 localized t2g 时刻共存，Hund 耦合驱动双交换铁磁性，为高 Tc 铁磁性提供新视角。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Impurity Doping to Metallic Growth in Diffusion Doping: Properties and Structure of Ag Doped InAs Nanocrystals
通过掺杂调节预合成的胶体半导体纳米晶体（NC）的电子性质在将它们实现在印刷电子器件（例如晶体管和光电探测器）中的前景中起着关键作用。虽然已经介绍了这样的杂质掺杂反应，但对掺杂过程的理解、杂质和主体原子之间相互作用的性质以及影响纳米晶体中杂质溶解度极限的条件仍然不清楚。在这里，我们使用了合成后的扩散为基础的掺杂反应，引入银杂质InAs NC。光吸收光谱法以及分析电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）被用来呈现一个两阶段的掺杂模型，由一个“掺杂区”和一个“生长区”，这取决于反应容器中的杂质的浓度。采用X射线吸收精细结构（XAFS）光谱来确定杂质的位置和相关的结构和电子性质之间的不同尺寸的InAs NC和掺杂剂浓度。由此产生的结构模型描述了一个异质系统，其中杂质最初掺杂的NC，通过取代在NC的表面附近的原子，直到达到“溶解度极限”，之后的快速增长和金属结构的形成被确定。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Seebeck effect in the electron-doped FeAs$_2$ driven by quasi one dimensional pudding-mold type band
本文从实验和理论两方面研究了电子掺杂FeAs $_2$的热电性能。通过部分地用Se取代As来掺杂电子，这导致电阻率中的金属行为。在300 K下，对于1%的掺杂达到约$-$ 200 $μ$ V/K的塞贝克系数，并且即使在5%的掺杂下也达到约$-$ 120 $μ$ V/K。从能带结构的角度分析了这种大的塞贝克系数的起源，尽管金属导电性。第一性原理能带计算揭示了一个布丁模具型带的存在下，带隙上方，有点类似于钠$_x$ CoO $_2$，但具有准一维性质。我们计算的塞贝克系数使用紧束缚模型，正确地再现这种能带结构，这给出了接近实验观察的结果。这种特殊的带状的起源进行了讨论。
2012-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Core-level spectra from graphene
我们计算原始和掺杂的独立石墨烯片的核心水平的光谱。详细说明了如何进行计算。虽然原始石墨烯不是金属的，但核心水平光谱呈现出低能量拖尾，这是金属系统的特征。峰形随掺杂水平以特征方式变化。光谱与实验进行了比较，并显示出良好的协议。我们比较两个不同的原始样品和一个掺杂样品。原始样品是具有通过氢嵌入获得的SiC上的准自立式外延石墨烯的样品和具有悬浮的石墨烯片的样品。掺杂的样品是金负载的石墨烯片。金衬底充当受体，因此石墨烯片被p掺杂。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ba{0.4}Rb{0.6}Mn2As2: A Prototype Half-Metallic Ferromagnet
报道了Ba{0.39（1）}Rb{0.61（1）} Mn_2As_2单晶在居里温度TC = 103（2）K以下的半金属铁磁性。在1.8 K时的磁化强度M与外加磁场H的等温线数据表明，完全极化的巡回掺杂孔的磁矩，引入取代Rb为Ba。该材料表现出极软的FM，具有不可观察的小的剩磁和矫顽场。令人惊讶的是，与典型的巡回FM相反，M（H）数据遵循基于局部矩FM的平均场论的Arrott图范例。当T < TC时，面内电阻率数据与活化T^2模型拟合良好，而当T > TC时，面内电阻率数据与活化T^2模型严重偏离。因此，活化T^2电阻率模型是用于确定该化合物中半金属FM的开始的极好诊断，这反过来证明了材料的电子输运和磁性之间存在强相关性。结合先前关于40%空穴掺杂的Ba{0.6}K{0.4} Mn 2As 2的数据，这些测量建立了61%掺杂的Ba{0.39}Rb{0.61} Mn 2As 2作为一类新的半金属铁磁体的原型，其中材料中的所有巡回载流子都是铁磁性的。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
