Flexo-induced ferroelectricity in low dimensional transition metal dichalcogenides
我们发展了一个Landau型理论来描述低维过渡金属二硫属化物（TMD）中的极性现象，特别是探索了由于与衬底的相互作用引起的自发弯曲和反转对称破缺引起的极化的挠曲电起源。我们考虑的外观的自发出平面极化由于挠曲电耦合的应变梯度的自发表面波纹和表面诱导压电。计算结果表明，在非均匀电场作用下，波纹TMD中由挠曲电效应引起的面外自发极化是可逆的。与此相反，自发极化引起的失配应变和应变敏感的表面诱导的压电耦合，不能被逆转的外部电场。特别注意的是，线性介电常数和增益因子的光谱分析，这是至关重要的增强低维TMD的极性现象的观察的表面增强振动光谱。
2020-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Ground States in La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_3$/BaTiO$_3$ heterostructures Induced by Flexoelectric Bending
本研究通过自制弯曲夹具对LSMO/BaTiO₃异质结施加单轴应变，发现弯曲可调控LSMO的磁输运特性，且U形与N形弯曲的电阻率衰减不对称，源于姜-泰勒畸变与挠曲电场的共同作用，为柔性电子器件研发提供新思路。
2022-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Ground state properties of ferromagnetic metal/conjugated polymer interfaces
我们从理论上研究了铁磁金属/共轭聚合物界面的基态性质。这项工作的部分动机是最近的实验中，自旋极化电子注入铁磁接触到薄膜的共轭聚合物的报道。我们用一维非简并的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）哈密顿量来描述共轭聚合物，用一维紧束缚模型来描述铁磁金属。我们认为既有一个传统的铁磁金属，其中有没有明确的结构自由度的模型，和半金属铁磁巨磁阻（CMR）氧化物，它具有明确的结构自由度的模型。调节磁性金属接触的费米能以控制电子转移到聚合物中的程度。我们研究了从铁磁金属到有机聚合物的电子电荷和自旋转移，以及界面附近的结构弛豫。对于非简并SSH模型哈密顿量，双极化子是体相聚合物中能量最低的电荷态。结果，电子（或空穴）转移到聚合物的本体中形成无自旋的双极化子。然而，在界面附近的聚合物中可以存在自旋密度。
2002-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fabrication of half metallicity in a ferromagnetic metal
我们采用最先进的全势线性缀加平面波方法研究了铁磁材料中半金属相的生长。为了解决这个问题，我们在SrRuO 3中的Ru-位点取代了Ti，其中SrRuO 3是铁磁材料。计算结果建立Ti4+价态（类似于SrTiO 3），这是实验预测。因此，Ti取代稀释了Ru-O-Ru连接性，这在计算结果中表现为显著的带变窄的形式，导致t2 g和eg带之间的有限间隙。在75%的取代度下，在费米能级上出现了一个大的能隙（> 2 eV），上自旋态密度在eF处有贡献，而下自旋态在eF处有贡献，表明系统为半金属铁磁体。可以通过调整Ti浓度来明智地定制t2 g-eg间隙以使热效应最小化，热效应通常是在其他材料中在升高的温度下实现高自旋极化的主要瓶颈。因此，这项研究提供了一种新颖而简单的方法来制造半金属性的铁磁材料，这是基于自旋的技术的潜在候选者。
2007-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simultaneous ferromagnetic metal-semiconductor transition in electron-doped EuO
我们提出了一个通用的框架来描述电子掺杂的EuO的同时的顺电铁磁和超导体到金属的转变。该理论正确地描述了详细的实验特征的电导率和磁化强度，特别是掺杂的居里温度的依赖性。相关诱导的杂质网站上的本地时刻的存在是必不可少的这种描述。
2007-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A scaling relation of anomalous Hall effect in ferromagnetic semiconductors and metals
本文将最近在铁磁半导体（Ti，Co）O_2中发现的反常霍尔效应的标度关系与各种铁磁半导体和金属的标度关系进行了比较。许多电导率σ_xx_ < 10^4 ohm^-1 cm^-1的化合物也表现出类似的关系：异常霍尔电导率σ_AH_近似与σ_AH_与σ_xx_^1.6成正比，这与最近的理论相一致。这个关系式在sigma_xx_的五十年内都是有效的，不管是金属导电还是跳跃导电。
2007-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The semiconductor-to-ferromagnetic-metal transition in FeSb2
我们建议FeSb 2是一个近铁磁性的小间隙半导体，因此FeSi的直接模拟。我们发现，尽管成分和晶体结构不同，但在采用现场库仑排斥修正（LDA+U）方法的局域密度近似中，U=2.6 eV的磁性和半导体溶液在能量上简并，类似于FeSi的情况。对于FeSb 2和FeSi（FeSi 1-xGex合金）两者，潜在的转变机制允许人们利用外部磁场从小带隙半导体切换到每个Fe离子具有磁矩1 μ B的铁磁金属。
2006-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic half-metallicity in YBaCo2O6 and spin-states driven metal-insulator transition
钴酸盐具有丰富的自旋态和多样的性质。利用自旋态图像和第一性原理计算，研究了混合价双钙钛矿结构YBaCo 2 O 6的电子结构和磁性.发现YBaCo_2 O_6处于形式的中自旋（IS）Co_（3+）/低自旋（LS）Co_（4+）基态。铁磁半金属性是由于电子从IS-Co ~（3+）通过双交换跃迁到LS-Co ~（4+）而产生的，这很好地解释了最近的实验结果。借助于蒙特卡罗模拟，讨论了氧空位对磁化强度和居里温度的影响。我们还探讨了其他几种可能的自旋态及其有趣的电子/磁性。此外，我们预测，超过3%的体积膨胀将调整到高自旋（HS）Co 3 +/LS Co 4+铁磁态的YBaCo 2 O 6，同时驱动金属-绝缘体转变。因此，自旋态是用于调谐钴酸盐的材料性质的有用参数。
2021-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnO$_3$ thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism
金属过渡金属氧化物在临界厚度的几个单层（ML）上发生金属-绝缘体转变（MIT），但其驱动机制仍然存在争议。用X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性研究了铁磁金属La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$的MIT随厚度的变化。当膜厚度在MIT的临界厚度（6 - 8 ML）上减小时，观察到铁磁信号逐渐减小并且伴随着顺磁信号的增加，而Mn价态朝向Mn $^{3+}$突然减小。这些观察结果表明，铁磁相逐渐和最有可能不均匀地变成顺磁相，两个阶段突然成为绝缘的临界厚度。
2014-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoinduced demagnetization and insulator-to-metal transition in ferromagnetic insulating BaFeO$_3$ thin films
利用抽运-探测时间分辨共振X射线反射率方法研究了铁磁绝缘BaFeO_3薄膜的电子动力学和磁动力学。通过改变激发密度，我们发现了两种明显不同类型的退磁具有明确的阈值行为。我们将从慢（~ 150 ps）到快（< 70 ps）的退磁变化归因于由激光激发引起的到金属态的转变。这些结果提供了一种新的方法，局部调谐磁动力学。与热辅助磁纪录类似，金属化可以局部地调整磁操纵的磁化率，从而允许对磁信息进行空间编码。
2015-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin injection efficiency from two adjoining ferromagnetic metals into a two-dimensional electron gas
为了提高铁磁（FM）金属向二维电子气（2DEG）的自旋注入效率，我们引入了另一种FM金属，并在它们之间引入了两个隧道势垒（I），研究了这种弹道FM/I/FM/I/2DEG结中的电流极化。我们的处理是基于自由电子散射理论。研究发现，由于量子干涉效应，电流极化的大小和符号随中间FM金属层厚度或其交换能强度的变化而呈现周期性振荡行为。在适当的参数下，自旋注入效率可以达到80%以上，并且可以通过2DEG的电子密度来控制。我们的研究结果对开发新的自旋极化器件具有一定的指导意义。
2002-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocrystalline anisotropy and orbital polarization in ferromagnetic transition metals
用{ \it ab initio}紧束缚方法计算了铁磁金属bcc Fe，fcc和hcp Co，fcc Ni的磁晶各向异性能。在局域自旋密度近似下，解开了$d$轨道与哈密顿量之间的强关联，我们研究了Hubbard $U$和Racah $B$诱导的轨道极化.得到了面心立方Ni的实验MAE值，其$U$值与实验测定值和其它理论计算值接近。在优化后的$U$和$J$值下，Fe和Co的MAE和轨道矩与实验结果基本一致.
2003-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body theory of ultrafast demagnetization and angular momentum transfer in ferromagnetic transition metals
精确计算的时间演化的框架下的多电子模型的巡游磁性提供了新的见解激光诱导超快退磁观察铁磁（FM）过渡金属薄膜。局部自旋轨道相互作用和原子间跳跃之间的相互作用被证明是在所观察到的高稳定的本地磁矩之间的FM相关性的激发后击穿的起源。通过严格遵守所有基本守恒定律，从微观角度揭示了自旋和角动量转移背后的机制。对时间演化的能量分辨分析表明，在激发态，退磁过程的效率几乎达到100%。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comment on ``Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in ferromagnetic metals"
我们认为，Karchev等人（cond-mat/9911489）提出并由Jackiewicz等人（cond-mat/0302449）进一步研究的具有短程相互作用的单带巡游电子模型不能描述超导序和铁磁序的共存.
2003-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electromotive forces generated in 3d-transition ferromagnetic metal films themselves under their ferromagnetic resonance
报道了3d过渡铁磁金属（FM = Fe，Co，Ni_（80）Fe_（20））薄膜在铁磁共振（FMR）作用下产生的电动势（EMF）特性。对于Fe和Co薄膜，由于反常霍尔效应产生的电动势主要是在它们的铁磁电阻下产生的。同时，对于Ni 80 Fe 20薄膜，主要是由于FMR下Ni 80 Fe 20薄膜本身的逆自旋霍尔效应产生的电动势。这种趋势定性地解释了不同的自旋极化，自旋霍尔电导率，反常霍尔电导率，磁化饱和，和FM膜的电阻率。
2016-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Polarization Vortices in a Ferromagnetic Metal via Twistronics
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology - ICN2 (CSIC & BIST)（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所）；Autonomous University of Barcelona（巴塞罗那自治大学）；Port d' Informació Científica (PIC)（科学信息港）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（高能物理研究所，巴塞罗那科学技术学院）；Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境和技术研究中央中心）；State Key Laboratory of New Ceramic Materials, School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University（清华大学材料科学与工程学院，新型陶瓷与先进工艺国家重点实验室）；Beijing Institute of Technology (Zhuhai)（北京理工大学（珠海））；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级学院）
该研究利用扭转电子学，在铁磁金属SrRuO3膜中成功诱导出极化涡旋，发现其与莫尔周期挠曲电效应相关，且在铁磁居里温度下呈现多铁性行为，拓展了极化拓扑设计的材料范围。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin valve effect by ballistic transport in ferromagnetic metal (MnAs) / semiconductor (GaAs) hybrid heterostructures
我们通过弹道输运证明了全外延MnAs铁磁金属/ GaAs半导体/ GaAs：MnAs颗粒混合异质结构中的自旋阀效应。GaAs：MnAs材料在GaAs基质中含有铁磁MnAs纳米颗粒，并充当自旋注入器和自旋检测器。虽然GaAs/MnAs界面的势垒高度被发现是非常小的，观察到相对较大的磁阻。这一结果表明，通过使用弹道输运，我们可以实现大的自旋阀效应，而无需在铁磁金属/半导体界面插入高隧道势垒。
2007-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit fields in ferromagnetic metal/semiconductor junctions
从微扰理论的自旋期望值获得自旋轨道耦合值的方法是不正确的。因此，图。2和3是不正确的。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Transition from a ferromagnetic insulating to a ferromagnetic metallic state in nanoparticles of Nd0.8Sr0.2MnO3 : Study of the electronic - and magneto - transport properties
本文详细研究了Nd_（0.8）Sr_（0.2）MnO_3晶体的电子输运和磁输运性质随晶粒尺寸（42 nm以下）的变化。有趣的是，我们观察到，铁磁绝缘状态被抑制和金属状态是稳定的样品的晶粒尺寸减小。结果，在这种低掺杂的锰氧化物中观察到金属绝缘体转变，其在其本体形式中本质上是绝缘的。在铁磁绝缘状态下，由于晶粒尺寸减小而增强的表面无序导致极化子有序的不稳定性，这归因于这种效应。提出了一个唯象模型来描述纳米颗粒表面区域极化子形成失稳的概念。电阻率和磁阻数据进行了仔细分析，采用不同的合适的模型。测量了电三次谐波电阻，以直接探测样品中的电非线性。
2010-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic decoupling of ferromagnetic metals through a graphene spacer
我们研究了不同的铁磁金属（FM）之间的磁耦合在石墨烯（G）层，和石墨烯作为一个薄的共价间隔的作用。从在FM衬底（Ni或Co）上生长的G开始，我们在室温下在顶部沉积不同的FM金属（Fe、Ni、Co）。通过测量3p光电子谱线的二向色效应，我们检测了室温下基底的磁化强度和FM覆盖层中交换耦合的符号。我们表明，G层磁性的FM金属。
2016-09-07 cond-mat.mtrl-sci
High resolution determination of ferromagnetic metallic limit in epitaxial La1-xCaxMnO3 films on NdGaO3
锰氧化物的物理性质强烈依赖于样品的形态，可能是由于应变。我们调查的影响NdGaO 3基板上的铁磁金属相场的限制在La 1-xCaxMnO 3，掺杂x=1%的分辨率。x=0.40的膜显示金属-绝缘体转变，但铁磁体积分数是自旋对准值的一半。具有x=0.41的膜是类似的，但金属-绝缘体转变并不总是可见的。具有x=0.42、0.43、0.44、0.45的膜是绝缘的，并且磁化显著降低。所观察到的相边界指示在何处寻找可在薄膜和装置中利用的增强相分离效应。
2006-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of two-dimensional CrOF sheet as a ferromagnetic semiconductor or a half-metal
基于密度泛函理论对二维氧化铬氟CrOF薄膜进行了研究。研究表明，CrOF薄片是一种本征铁磁半导体。计算的低解理能意味着铁磁半导体可以从其块状形式剥离。相应的居里温度为150 K。特别是，居里温度增加到410 K下的空穴掺杂和CrOF片成为半金属。多功能的电子和磁性表明，二维CrOF片可以是一个有前途的候选人，为下一代自旋电子器件。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Direct and Alternating Spin Current Injected from a Ferromagnetic Insulator into a Ferromagnetic Metal
我们报告室温下电检测自旋注入从铁磁绝缘体（YIG）到铁磁金属（坡莫合金，Py）。静态和旋进自旋极化的非平衡自旋动态产生的YIG磁化的铁磁共振，并通过Py作为直流和交流自旋电流，分别电检测。直流自旋电流通过Py的逆自旋霍尔效应电检测，而交流自旋电流通过Py的自旋整流效应转换为直流电压，该自旋整流效应通过交流自旋电流和Py磁化之间的动态交换相互作用而共振增强。我们的研究结果揭示了一个新的路径发展绝缘体自旋电子学，这是不同于流行的，但有争议的方法，使用铂作为自旋电流探测器。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Electrons in a ferromagnetic metal with a domain wall
本文从理论上描述了铁磁金属中传导电子与畴壁的相互作用。该描述考虑了电子之间的相互作用。在半经典近似下，我们计算了自旋和电荷分布，特别是它们的畴壁的修改。在相同的近似下，我们计算了局部输运特性，包括弛豫时间和电荷和自旋电导率。结果表明，这些参数显着修改附近的壁和这种修改依赖于电子-电子相互作用。
2002-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in ferromagnetic metals and in compounds without inversion centre
本文介绍了巡游铁磁体和无空间宇称材料的对称性和超导理论的概况。在多带超导的大背景下介绍了非常规超导的基本概念，多带超导是铁磁金属或无反转中心金属的固有性质。
2004-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Negative refraction in natural ferromagnetic metals
人们普遍认为，Veselago的负折射判据在天然材料中是不可能实现的。然而，考虑到介电常数（ε）和磁导率（μ）的虚部，对于频率不太高的金属，负折射的一般条件变得非常简单：Re（μ）< 0 --> Re（n）< 0。在这里，我们证明了实验，在这样的天然金属，如纯钴和FeCo合金的折射率的负值实现接近的铁磁共振的频率。在室温下可以获得大的负折射值，并且它们可以容易地在中等磁场中调谐。
2010-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature ferromagnetic semiconductors through metal-semiconductor transition in monolayer MnSe2
本研究利用密度泛函理论提出通过拉伸应变诱导单层 MnSe2 及 MnSe2/X 异质结构发生金属-半导体转变，从而获得室温铁磁半导体并产生显著 MOKE。
2023-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of spin Hall effect in ferromagnetic metals
本文通过第一性原理计算揭示铁磁金属中常规、自旋反常和磁自旋霍尔效应三种机制共存，并在Pt基合金中预测出与Pt相当的自旋霍尔角，为无场翻转垂直磁化及自旋-电荷转换器件提供新途径。
2023-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin Valve Effect in Self-exchange Biased Ferromagnetic Metal/Semiconductor Bilayers
我们报告的混合铁磁金属/半导体异质结构组成的MnAs/（Ga，Mn）As双层膜的磁化和磁阻测量。我们的测量结果表明，（金属）MnAs和（半导体）（Ga，Mn）As层是交换耦合的，导致磁性较软的（Ga，Mn）As层的交换偏置随层厚而减弱。在电流垂直于平面的几何结构中的磁电阻测量显示在这些自交换偏置双层膜中的自旋阀效应。在MnAs/p-GaAs/（Ga，Mn）As三层中的类似测量表明交换耦合随着层之间的空间分离而减小。
2007-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer and interfacial exchange coupling in ferromagnetic metal/semiconductor heterostructures
本文系统地研究了双层和三层异质结构中硬磁金属铁磁体（MnAs）和软磁铁磁半导体（GaMnAs）之间的交换耦合。MnAs/GaMnAs双层膜的交换弹簧模型解释了交换偏置场随层厚度和组分的变化。我们还提出了证据的空穴介导的层间交换耦合MnAs/p-GaAs/ \GaMnAs三层和研究的交换偏置场的间隔层的厚度上的依赖关系。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of Intrinsic Ferromagnetic Ferroelectricity in Transition Metal Halides Monolayer
在纳米结构中实现多铁性，结合大的电偶极子和铁磁有序，可能会导致新的应用，如高密度多态数据存储。虽然多铁性已经被广泛研究了几十年，铁磁性铁电性很少被探索，特别是在二维（2D）系统。在这里，我们报告发现的二维铁磁铁电性层状过渡金属卤化物系统。第一性原理计算的基础上，我们揭示了带电CrBr 3单层膜具有面内多铁性，这是由八面体Cr-Br 6单元的不对称Jahn-Teller畸变实现的轨道和电荷有序的组合所保证的.作为一个例子，我们进一步证明了（CrBr 3）2Li是一种铁磁铁电多铁性材料。在这个二维系统中探索的多铁性现象和机制不仅对多铁性的基础研究有用，而且在纳米器件中有着广泛的应用。
2018-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Defect correlations, metal-insulator transition, and magnetic order in ferromagnetic semiconductors
稀释的铁磁III-V族半导体通常表现出高度的补偿。补偿与任一符号的带电缺陷的可比密度的存在有关。这自然导致在生长和退火期间缺陷位置之间的强相关性的发展。我们表明，这些相关性需要了解实验观察到的运输和磁性，以及持久性的能隙掺杂磁性离子。
2002-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermally excited spin-current in metals with embedded ferromagnetic nanoclusters
我们发现，热激发的自旋电流自然出现在金属嵌入铁磁纳米团簇。当这样的材料受到磁场时，自旋电流可以由样品上的温度梯度产生，作为金属中电子-空穴对称性破坏的特征，这是由于来自极化磁矩的电子自旋翻转散射。这样的自旋电流可以通过跟踪磁子系统的极化状态并与磁阻成比例的巨磁热电势来观察。我们的理论解释了最近S. Serrano-Guisan \textit{et al} [Nature Materials AOP，doi：10.1038/nmat1713（2006）]
2006-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Observation of plastoferrite character and semiconductor to metal transition in soft ferromagnetic Li0.5Mn0.5Fe2O4ferrite
通过在强酸性溶液中进行化学反应，然后在800 ℃以上烧结化学路线粉末，制备了Li 0.5Mn 0.5Fe 2 O 4铁氧体。当烧结温度> 1000 ℃时，表面形貌呈现塑性铁素体特征。机械软化的金属-氧键在较高的测量温度刺激离域的载流子，这是强烈本地化的尖晶石结构在较低的温度下的A和B网站。在交流电导率曲线上，电荷离域过程激活了半导体到金属的转变，分别服从Jonscher幂律和Drude方程。介电常数曲线的频率依赖性也证实了金属状态。
2013-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Scaling of Dzyaloshinskii Moriya interaction at heavy metal and ferromagnetic metal interfaces
重金属（HM）和铁磁金属（FM）界面上的DzyaloshinskiiMoriya相互作用（DzyaloshinskiiMoriya Interaction，简称DzYM）被认为是自旋电子学应用中的一个关键因素。本文研究了HM/CoFeB/MgO多层薄膜中HM元素5d能带填充（5d^3~5d^10）的化学趋势。通过使用布里渊光散射测量非对称自旋波色散来定量地评估自旋波色散。当5d HM单元变化时，测量了符号反转和20倍修正的Δ ε系数D。通过考虑HM/FM界面处的5d和3d能带排列以及随后的费米能级周围的轨道杂化，可以定性地理解化学趋势。此外，在HM/FM界面处的自旋混合电导和自旋混合电导之间存在正相关关系。我们的研究结果为设计未来的自旋电子器件提供了新的见解。
2017-09-12 cond-mat.mtrl-sci
2D-Double transition metal MXenes for spintronics applications: surface functionalization induced ferromagnetic half-metallic complexes
MXenes是一种快速发展的二维（2D）材料，具有厚度，组成和功能化相关的出色性能，在不同领域具有应用。为了公开基于2D-双过渡金属（DTM）碳化物和氮化物的原始和表面官能化的MXene（M '2 M“X2 Tx，M'和M”= Cr，Mo，W; X = C/N; T = -F/-OH/=O）的纳米自旋电子学应用，已经使用自旋极化的第一性原理计算对结构稳定性、磁性和电子结构进行了系统的研究。从144种探索的基于DTM的MXene中筛选出36种稳定的官能化MXene。所探索的材料表现出惊人的性能，具有广泛的磁性基态，从非磁性到铁磁性，然后到反铁磁性，伴随着金属到半金属或无间隙半金属性质，这取决于过渡金属和终止基团。发现Mo和W基MXene是磁性的和金属的，而Cr-Mo和Cr-W基MXene是磁性的，具有不同的金属行为。W_2CrN_2O_2和Mo_2CrN_2O_2系统是铁磁半金属二维材料，在少数自旋通道中的直接带隙分别为1.35 eV和0.77 eV。对DTM MXene的全面研究提供了固有的半金属特性以及强大的铁磁性，开辟了一类具有可调磁性和电子特性的有前途的新型2D材料，用于纳米自旋电子学和电子学中的潜在器件应用。
2022-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic polar metals via epitaxial strain: a case study of SrCoO$_3$
本研究通过第一性原理计算发现，实验可行的双轴外延应变可使立方结构的铁磁金属氧化物SrCoO$_3$稳定集体Co极性位移，形成本征铁磁极性金属态，且大于4%的双轴应变可引发其铁磁-反铁磁转变，拓展了外延应变在量子材料调控中的应用。
2024-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall and Half-metallic Phases in Ferromagnetic (111) Bilayers of 4d and 5d Transition Metal Perovskites
在人工氧化物异质结构中可以形成特殊的电子相，这将为新的物理学提供肥沃的土壤，也会产生新的器件功能。基于系统的第一性原理密度泛函理论研究了4d和5d过渡金属钙钛矿（111）超晶格（ABO 3）2/（AB'O3）10的磁性和电子性质（B = Ru，Rh，Ag，Re，Os，Ir，Au; AB'O_3 = LaAlO_3，SrTiO_3），我们证明了由于量子限制，双层（LaBO_3）_2（B = Ru，Re，Os）和（SrBO_3）_2（B = Rh，Os，Ir）是铁磁性的，有序化温度可达室温。特别是，双层（LaOsO 3）2是一种奇异的自旋极化量子反常霍尔绝缘体，而其他铁磁双层金属具有大霍尔电导可比的电导量子。此外，双层（LaRuO 3）2和（SrRhO 3）2是半金属，而双层（SrIrO 3）2具有独特的巨大的磁各向异性。因此，我们的研究结果表明，4d和5d金属钙钛矿（111）双层是一类准二维材料，可用于探索奇异量子相，也可用于低功率纳米电子学和氧化物自旋电子学等高级应用。
2016-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer torques in anti-ferromagnetic metals from first principles
尽管不存在宏观磁矩，反铁磁体在原子尺度上是自旋极化的。通过导电反铁磁体的电流也被极化，当序参量被纹理化时，例如在反铁磁非共线自旋阀和畴壁中，导致自旋转移力矩。本文报道了反铁磁体系电子输运性质的第一性原理研究。作用在磁矩上的电流感应自旋力矩与传统铁磁材料中的自旋力矩相当，从而产生可测量的角电阻和电流感应磁化动力学。与铁磁体相反，反铁磁体中的自旋力矩是非常非局域的。作用在远离反铁磁畴壁中心处的转矩应有助于电流诱导的畴壁运动。
2008-06-04 cond-mat.mtrl-sci
From ferromagnetic semiconductor to anti-ferromagnetic metal in epitaxial Cr$_x$Te$_y$ monolayers
University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；STFC Central Laser Facility, Research Complex at Harwell（STFC中央激光设施，哈韦尔研究综合体）；Diamond Light Source（钻石光源）；Universität Bonn（波恩大学）
研究通过控制Cr基硫化物的自插入，揭示单层CrTe₂为反铁磁金属，而Cr$_{2+\varepsilon}$Te$_3$为铁磁半导体，为二维自旋电子学提供新材料体系。
2024-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Control of Dzyaloshinskii Moriya Interaction in Heavy Metal_Ferromagnetic Metal Thin Film Heterostructures
双磁性薄膜异质结构中的界面DzyaloshinskiiMoriya相互作用（DzyaloshinskiiMoriya Interaction，简称DzYM）为在介观尺度上控制自旋织构提供了一种新的途径。本文利用布里渊光散射研究了Ta_CoFeB_Pt（wedge）_MgO薄膜中Pt楔插入层对界面极化常数D的影响。通过插入少于一个单层的Pt，实现了D的连续调谐超过三倍。这些观测结果为设计磁性薄膜异质结构提供了新的见解，这些异质结构具有定制的D以控制Skyrmion和磁畴壁手性和动力学。
2016-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Demagnetization Effect on Giant Magneto Impedance of soft Ferromagnetic Metal
偏置磁场作用下软磁金属铁磁态电磁阻抗的大变化与电磁场屏蔽的变化有关。屏蔽取决于金属的磁导率。除了依赖于金属的固有性质外，磁导率还取决于样品的尺寸。结果表明，在相同的偏置磁场下，Fe 40 Ni 40 B 20非晶薄带的MI随样品长度的增加而减小，而随样品长度的增加而减小。当样品的内禀磁性和偏置磁场相同时，退磁因子随样品长度的减小而增大，MI效应的减小与退磁磁场有关。
2009-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized light emitting diode using metal/insulator/semiconductor structures
我们已经成功地生长了铁磁金属（Co，Fe和NiFe）/Al_2O_3/ AlGaAs异质结，具有均匀和平坦的界面。由金属/绝缘体/半导体（MIS）结构组成的发光二极管（LED）的电致发光（EL）在室温下取决于铁磁电极的磁化方向。这一事实表明，实现了从铁磁金属到半导体的自旋注入。自旋注入效率在室温下估计为1%的量级。
2002-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Influence of a Uniform Current on Collective Magnetization Dynamics in a Ferromagnetic Metal
我们讨论了均匀电流$\vec{j} $对铁磁金属磁化动力学的影响。我们发现，磁振子能量$ε(\vec{q})$有一个电流诱导的贡献成正比的$\vec{q}\cdot \vec{\cal J}$，其中$\vec{\cal J}$是自旋电流，并预测集体动力学将更强烈地阻尼在有限的${\vec j}$。我们得到了类似的结果，模型和没有本地的时刻参与磁序。对于过渡金属铁磁体，我们估计均匀的磁性状态将不稳定的$j \gtrsim 10^{9} {\rm A} {\rm cm}^{-2}$。我们讨论了这种影响的自旋扭矩的影响，改变非均匀磁系统中的磁化动力学的关系。
2003-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Stable Ferromagnetic Order in Topological Insulator: Codoping Enhanced Magnetism in 4f Transition Metal Doped Bi2Se3
自拓扑绝缘体（TI）被发现以来，在TI中实现长程绝缘铁磁态一直是一个亟待解决的问题。直到最近，这种状态才在Cr掺杂的Bi 2-xSbxTe 3中实现，导致量子反常霍尔效应（QAHE）的发现。然而，这种效应仅在极低的温度下观察到，主要是由于有限的磁性。为了充分理解铁磁有序化的机制，从而提高铁磁性，我们研究了4f过渡金属掺杂的Bi 2Se 3，使用密度泛函理论方法。我们发现Eu和Sm更喜欢具有大磁矩的Bi替代位置，以确保稳定的长程铁磁态。此外，共掺杂可以是一种新的策略，以保持主体材料的绝缘性能以及改善磁性掺杂剂的掺入。因此，我们的研究结果提供了关键的一步，促进实现QAHE在TI系统。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Electromotive force generation in a ferromagnetic metal thin film under the ferromagnetic resonance excitation with permanent magnets
本研究利用永磁体和共面波导实现铁磁Ni₈₀Fe₂₀薄膜的铁磁共振激励，观测到清晰的电动势产生，为环境射频能量转电能提供了简易的能量转换方案。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rashba spin torque in an ultrathin ferromagnetic metal layer
在缺乏反转对称性的二维铁磁金属层中，巡游电子介导Rashba自旋轨道相互作用和铁磁序参量之间的相互作用，导致施加在磁化上的Rashba自旋力矩。利用Keldysh方法，在同时考虑磁性和自旋轨道耦合的情况下，我们导出了一个自旋扩散方程，该方程提供了对扩散自旋动力学的相干描述。讨论了在大自旋轨道耦合和弱自旋轨道耦合条件下自旋矩的特性及其对磁化动力学的影响。
2011-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Impurity bands and the character of the electronic states in ferromagnetic GaMnAs layers
GaMnAs薄膜中的无序和自旋极化之间的相互作用导致自旋极化的杂质空穴带。定义了一个品质因数，将空穴状态标记为扩展或局部化。计算导致确定样品的金属或非金属特性的相图。结果表明，具有最高品质因数的样品具有接近0.2的扩展空穴密度和Mn浓度之间的比率，与已知在具有最高居里温度的样品中发生的0.1-0.25的比率一致。无论是非金属到金属和金属到非金属的过渡实验观察到的铁磁制度，获得作为Mn浓度的增加。给出了铁磁GaMnAs样品中最大居里温度出现的原因。
2008-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-electric and thermo-magneto-electric effects in ferromagnetic transition-metal alloys from first-principles
基于Kubo线性响应理论，研究了典型铁磁过渡金属合金fcc-Co $_x$ Pd $_{1-x}$的电输运和热磁电输运.全电导张量的结果允许讨论自旋-轨道诱导的各向异性磁电阻（AMR）和反常霍尔效应（AHE）。这些是补充相应的热磁电输运性质的Seebeck效应（ASE）和反常能斯特效应（ANE）的各向异性的结果。相应的响应系数之间的关系进行了讨论与基础的电子结构计算内的Korringa-Kohn-Rostoker相干势近似（KKR-CPA）的能带结构方法无序合金的相对论。
2013-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Transition between half-metal and ferromagnetic semiconductor induced by silicon vacancy in epitaxial silicene
由于实验合成中的不可避免性，缺陷对许多材料都有重要意义。它们将对材料的性能产生深刻的影响，进而影响材料的进一步应用。因此，需要探索缺陷对材料性能的影响。本文采用第一性原理计算，系统地研究了硅空位缺陷对N端立方氮化硼（111）表面生成的硅烯性质的影响。发现硅空位的引入会引发半金属半导体和铁磁半导体之间的转变。当空位比为1/36和1/24时，样品的基态表现为铁磁半导体，带隙分别为1.25和0.95 eV。当空位比增加到1/6时，样品将变成半金属带隙约为0.15 eV的铁磁半金属。样品电子结构的变化是由硅层和衬底之间不同的电子转移驱动的，即，当空位比改变时，将有不同量的电子从硅层转移到衬底。这一工作将为调控材料的性能和拓展纳米电子领域的应用开辟新的途径。
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias of a ferromagnetic semiconductor by a ferromagnetic metal
我们证明了一个交换偏置（Ga，Mn）作为诱导的反铁磁耦合到一个薄的覆盖层的Fe。观察到的偏置场高达240 Oe。使用特定元素的X射线磁性圆二色性测量，我们区分强交换耦合（Ga，Mn）As界面层除了偏置的（Ga，Mn）As膜的大部分。界面层在室温下保持极化。
2010-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal angular magnetoresistance and spin torque in ferromagnetic/normal metal hybrids
铁磁/正常金属（F/N）异质结构的电阻取决于结的性质，所述结可以是隧道势垒、点接触或金属间界面。对于所有的结类型，无序的F/N/F垂直自旋阀的电阻作为磁化矢量之间的角度的函数被示出服从一个简单的普遍规律。自旋电流感生的磁化力矩可以通过这些自旋阀的角磁阻来测量。所得结果可推广到任意磁电子电路。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Torques in Ferromagnetic/Normal Metal Structures
最近的自旋电流诱导磁化反转的理论制定的自旋混合电导$G^{mix}$。我们评估$G^{mix}$从第一性原理的磁性和非磁性材料之间的一些（无序）的接口。在多端器件中，隧道结或铁磁绝缘体的一侧的磁化方向可以理想地以可忽略的电荷电流耗散来切换。
2001-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics and Multiple Reflections in Ferromagnetic Film in Contact with Normal Metal Layers
利用Tserkovnyak等人的自旋泵浦理论研究了嵌入在正常金属层之间的金属铁磁膜的自旋动力学。88，117601（2002）]。这种结构的散射矩阵是使用自旋相关的量子阱在铁磁区的潜力。由于在井中的多次反射，多余的吉尔伯特阻尼和旋磁比表现出量子振荡的铁磁膜的厚度的函数。振荡的波长由量子阱的深度给出。对于嵌入金层之间的铁膜，吉尔伯特阻尼的振荡幅度与Urban等人[Phys.Rev.Lett. 87，217204（2001）]。结果与Mills的线性响应理论[Phys.Rev.B68，0144419（2003）]进行了比较。
2004-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
