Microscopic insights of magnetism in Sm$ _{2} $NiMnO$ _{6} $ double perovskite
具有独特铁磁-绝缘体基态的双钙钛矿结构由于不可避免地存在反位无序（ASD），其功能特性一直存在争议。在这里，我们的目的是研究在本地和全球范围内的Sm $_{2}$ NiMnO $_{6}$（SNMO）双钙钛矿系统的磁有序的起源。利用不同的煅烧路线，以产生不同的阳离子安排SNMO和相应的磁配置进行检查，使用高能量（E $ \sim $ 0.3 eV）的“热中子”，这有助于克服Sm吸收以及记录总（布拉格+漫）散射分布与高动量转移（Q $ _{max} \sim $ 24埃$ ^{-1} $）。在有序化温度T $ \lesssim $ 160 K以下，Ni-Mn亚晶格采用长程共线铁磁$ F_{x}F_{z} $结构，其传播矢量为（0，0，0），与ASD浓度无关。此外，在T $ \lesssim $ 35 K的反常磁跃迁附近，观察到Sm顺磁矩相对于Ni-Mn网络的反平行极化特征。实空间对分布函数的计算提供了Ni/Mn-Mn/Ni键系中ASD增宽的直接可视化。采用反向蒙特卡罗方法对扩散磁散射剖面进行研究，我们观察到负的自旋-自旋相关函数，这表明Ni-Ni反铁磁交换作用的范围可达第一近邻距离。这些结果证实了ASD的存在，在阳离子有序的主机矩阵导致竞争的铁磁-反铁磁相在一个很宽的温度范围内，定量地控制SNMO系统的温度依赖的体磁可观测量。
2022-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial reconstruction effects in insulating double perovskite Nd$_2$NiMnO$_6$/SrTiO$_3$ and Nd$_2$NiMnO$_6$/NdGaO$_3$ thin films
本研究探讨了Nd$_2$NiMnO$_6$超薄膜在不同衬底上的界面结构重构及其对Mn轨道对称性和磁性的影响，为理解超薄几何结构中磁性的演化提供了框架。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Efficient inverted HTL-free Sm$_2$NiMnO$_6$-based perovskite solar cell: a SCAPS-1D study
本研究通过SCAPS-1D模拟优化无铅SNMO基无空穴传输层倒置钙钛矿太阳能电池，实现10.93%效率，并发现ITO电子传输层可将效率提升至约12.6%，为环保光伏提供可行方案。
2024-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Robust ferromagnetism in insulating La$_2$NiMnO$_6$ thin films
氧化物自旋电子学领域可以从具有接近室温居里温度的坚固铁磁绝缘体的建立中受益。在这里，我们调查的结构，电子和磁性原子精确的外延应变薄膜的双钙钛矿La $_2$ NiMnO $_6$（LNMO）的离轴射频磁控溅射生长。我们发现，薄膜保留了很强的绝缘行为和批量样居里温度在280 K的顺序，几乎独立于外延应变条件。这些结果表明，LNMO膜在多层器件结构中的前瞻性实施，其中高温铁磁绝缘状态是先决条件。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust electronic and tunable magnetic states in Sm$ _{2} $NiMnO$ _{6} $ ferromagnetic insulator
铁磁绝缘体（FM-Is）是新一代量子电子应用的重要材料。在这里，我们研究了描述FM-I基态的物理观测值在不同条件下制备的外延Sm $ _{2} $ NiMnO $ _{6} $（SNMO）双钙钛矿薄膜实现不同程度的Ni/Mn反位无序（ASD）。ASD的存在极大地影响了SNMO系统的特征磁和各向异性行为，通过引入短尺度反铁磁相互作用在占主导地位的长程FM有序的主机矩阵。以$ Ni^{2+}+Mn^{4+} \longrightarrow Ni^{3+}+Mn^{3+} $形式存在的阳离子位点之间的电荷不平衡导致Ni和Mn物种的混合价态，发现其对ASD浓度不敏感。温度依赖的光发射、光吸收测量结合团簇模型组态相互作用模拟表明，Ni和Mn阳离子的本征态可以满意地描述为未屏蔽的$ d^{n} $和屏蔽的$ d^{n+1} \underline{L} $（$ \underline{L} $：O2 \textit{p} hole）态的线性组合.费米能级上的电子结构（E $ _{F} $）表现出紧密间隔的Ni $ 3d $、Mn $ 3d $和O $ 2p $态。从占据和未占据带，库仑排斥能（$ U $）和配体到金属电荷转移能（$ Δ$）的估计值，表明电荷转移绝缘性质，其中在Ni/Mn $ 3d $-O $ 2p $杂化中的显着修改发生在FM转变温度。ASD的存在拓宽了Ni，Mn $ 3d $的光…
2022-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Mean field magnetism and spin frustration in a double perovskite oxide with compositional complexity
本研究探讨了组分无序对双钙钛矿氧化物长程磁有序的影响，发现高熵薄膜在约150K下表现出稳健铁磁有序，低温下呈现类自旋玻璃行为，证明平均场方法可预测转变温度但理解低温相需微观细节。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dielectric properties and spin-phonon coupling in multiferroic double perovskite Bi$_2$CoMnO$_6$
采用广义梯度近似加Hubbard U方法对双钙钛矿结构Bi $_2$ CoMnO $_6$在非中心对称极性态下的电子结构进行了第一性原理计算.我们发现当Co处于高自旋态时，Mn处于中间自旋态。计算的动力学电荷张量是各向异性的，反映了化合物的低对称性结构。磁结构相关的声子频率表明自旋-声子耦合的存在。利用Berry相方法，我们得到了5.88 $μC/cm^2$的自发电子极化率，这接近于类似化合物Bi $_2$ NiMnO $_6$的实验值。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Glassy Dielectric Response in Tb_2NiMnO_6 Double Perovskite with Similarities to a Griffiths Phase
对双钙钛矿Tb $_2$ NiMnO $_6$进行了频率依赖和温度依赖的介电测量。介电常数的实部（$ε_1$）和虚部（$ε_2$）显示出三个平台，表明分别源自体相、晶界和样品-电极界面的介电弛豫。利用$RC$电路模型成功地模拟了$ε_1$和$ε_2$的温度和频率变化。阻抗的复平面$Z'$ - $Z"$使用具有电阻器$R$和恒定相位元件的串联网络来模拟。利用修正的德拜模型对介电常数随频率的变化进行了分析，确定了不同的弛豫区域。直流电导率的温度依赖性也在，$T^*$处呈现明显的斜率变化。有趣的是，$T^*$与声子模中出现异常的温度和该化合物的格里菲斯温度进行比较。对应于本体的分量$R$和$C$以及来自改进的德拜拟合的参数$α$倾向于支持该假设。虽然这些结果不能用磁电耦合来解释，但晶格和磁性之间的关系是显著的。
2013-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias in Sm$ _{2} $NiMnO$ _{6}$/BaTiO$ _{3}$ ferromagnetic-diamagnetic heterostructure thin films
铁磁/反铁磁双层膜系统的交换偏置（EB）位移是一个常见的现象。虽然$_{2}$ $_{6}$（SNMO）和BaTiOPDMATHABMO（BTO）分别具有FM和抗磁有序，但我们在这里证明了外延SNMO/BTO/SNMO（SBS）异质结构薄膜中的冷却场依赖性EB和训练效应。极化拉曼光谱和磁测量研究表明，在SNMO层中有序晶格的背景下存在反位阳离子无序，这在长程Ni-O-MnFM有序基质中引入了Ni-O-Ni或Mn-O-Mn局域AFM相互作用。我们还提出了生长方向操纵的SNMO系统中的阳离子紊乱的程度。极化相关的X射线吸收测量，适当结合组态相互作用模拟表明，电荷转移从Ni/Mn 3 \textit{d}到Ti 3 \textit{d}轨道通过O2 \textit{p}轨道在SNMO/BTO（SB）界面，这可以诱导磁性的BTO间隔层。考虑到SB（或BTO/SNMO）夹层界面处交换耦合引起的磁矩钉扎，讨论了SBS异质结构中观察到的交换偏置。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the Magnetic Transition Temperatures and the Rare Earth Exchange Interaction in Oxide Heterostructures
该研究通过原子级调控双钙钛矿 RE₂NiMnO₆ 超晶格周期，实现居里温度收敛与单一磁转变，并发现界面增强 Nd-Ni/Mn 交换及场致磁矩反转。
2024-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of lattice geometry on magnon Hall effect in ferromagnetic insulators
本文研究了各种铁磁绝缘体磁振子的热霍尔效应。对于烧绿石铁磁绝缘体Lu $_2$ V $_2$ O $_7$、Ho $_2$ V $_2$ O $_7$和In $_2$ Mn $_2$ O $_7$，在居里温度$T_C$以下已经观察到有限的霍尔热导率。从温度和磁场的依赖性，得出结论，磁振子是负责的热霍尔效应。基于Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用引起的动量空间Berry曲率的理论可以很好地解释磁振子的霍尔效应。该分析已扩展到具有钙钛矿结构的过渡金属（TM）氧化物。La $_2$、NiMnO $_6$和YTiO $_3$具有畸变的钙钛矿结构，晶胞中含有四个TM离子，热霍尔信号不存在或小得多。另一方面，在另一种铁磁钙钛矿氧化物BiMnO $_3$中，在$T_C$以下可辨别有限的热霍尔响应，其显示具有较大晶胞的轨道有序。烧绿石和钙钛矿绝缘体系中热霍尔效应的存在与否反映了DM诱导磁振子霍尔效应的几何和拓扑特征。
2012-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Site-selective polar compensation of Mott electrons in a double perovskite heterointerface
本研究通过实验与密度泛函理论，揭示了双钙钛矿异质界面中极性失配通过莫特电子关联能在Mn位点发生选择性电荷补偿，确立了莫特物理在极性补偿中的关键作用。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between organic cations and inorganic framework and incommensurability in hybrid lead-halide perovskite CH3NH3PbBr3
混合铅-卤化物钙钛矿中的有机-无机耦合是使这些新兴材料的出色光伏性能合理化的核心问题。在这里，我们比较和对比的混合CH 3 NH3 PbBr 3和无机CsPbBr 3铅卤化物钙钛矿的结构和动力学的演变与温度，使用拉曼光谱和单晶X-射线衍射。结果表明，它们的有序-无序转变之间形成鲜明对比，突然的混合，而无机钙钛矿平滑。X射线衍射观察到一个中间的无公度相之间的有序和无序相在CH 3 NH3 PbBr 3。低频拉曼散射捕获的外观的一个尖锐的软模式的无公度相，归因于理论预测的amplitudon模式。我们的工作突出了有机阳离子CH 3 NH3+和铅卤化物框架的结构动力学之间的相互作用，并揭示了有机和无机部分的倾向之间的竞争，以最大限度地减少混合钙钛矿结构的无公度相的能量。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Noble-Metal-Assisted Fast Interfacial Oxygen Migration with Topotactic Phase Transition in Perovskite Oxides
过渡金属钙钛矿氧化物是一系列用于电子学、催化和能量转换过程的功能材料体系，其中氧的迁移和析出起着关键作用。然而，稳定的金属-氧（M-O）键形成抑制离子扩散的大的能垒。因此，寻求有效和简便的方法来加速氧动力学已成为一个重要的问题。在这里，贵金属（Pt，Ag）和钙钛矿氧化物（SrCoO 3-δ）之间的相互作用（界面电荷转移和合作键合）被用来削弱（M-O）键，降低氧迁移的能垒。作为氧泵的贵金属层可以从氧化物膜中连续地提取氧到大气中。从钙钛矿（SrCoO_3）到钙钛矿（SrCoO_（2.5））的拓扑相变温度从200 K显著降低到室温。此外，这种方法也可以适用于SrFeO 3的类似topotactic相还原适度的热激活。这一发现为实现钙钛矿氧化物中氧的快速迁移提供了一条有希望的通用途径，在低温电极和高活性催化界面方面具有重要的应用前景。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Bistable Amphoteric Native Defect Model of Perovskite Photovoltaics
在过去的几年里，基于卤化物钙钛矿的一类新型光致发光材料的性能得到了前所未有的快速改善。即使这些太阳能电池的操作没有普遍接受的机制，也已经实现了这一进展。在这里，我们提出了一个模型的基础上，占所有的关键特性，这些photophoricics和解释许多特质的卤化物钙钛矿两性原生缺陷。我们发现，施主和受体之间的转换，导致两性缺陷和自由载流子之间的共振相互作用的配置。这种相互作用与从钙钛矿到电子和空穴传输层的电荷转移相结合，导致形成动态n-i-p结，其光伏参数由钙钛矿吸收剂确定。该模型为钙钛矿型光致发光材料的J-V特性滞后和紫外光致降解等突出特性提供了统一的解释。
2018-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Harmonic Magneto-dielectric Study in Doped Perovskites, and Double Perovskite
基本和谐波磁介电性研究不同的钙钛矿系统- Pb0.98Gd0.02（Mg 1/3 Nb 2/3）0.995O3（A-网站共掺杂PGMN磁弛豫），La0.95Ca0.05CoO3（A-网站掺杂自旋态LCCO），和La 2NiMnO 6（双钙钛矿LNMO多玻璃）的特征错综复杂的极化相。磁共掺杂PGMN的一次谐波信号（ε 2 '）在270 K以下表现出有限的极化P（H），这得到了测量的剩余P-E迹线的证实。二次谐波（ε 3 '）揭示了随机电场引起电玻璃化的影响，后者由基本响应的发散时间尺度表示。LCCO的特点是在相当大的温度窗口内具有混合偶极子相位，与低自旋（LS）和中自旋（IS）共存有关。在65 K开始的IS到LS状态转变（SST），直流和交流的LCCO电导率表现出机制转换，而谐波的极化率证据IS/LS界面超极化。在SST的30 K端以下，谐波证实了LS矩阵状态中偶极子的玻璃相。在LNMO中，观察到的正和负（双）磁介电性分别归因于Ni 2+和Mn 4+离子之间的电荷跳跃和界面极化。二次谐波信号在这里也具有分散对应于Ni-和Mn-阳离子之间的电子转移所需的活化能。来自三种不同钙钛矿系统的结果表明了第一和第二谐波的组合重要性，以详细了解电配置。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure at the Perovskite Rubrene Interface: The Effect of Surface Termination
本研究利用密度泛函理论和 GW 理论探究了不同表面终止对 MAPbI$_3$/rubrene 界面电子结构的影响，发现 PbI$_2$ 终止的钙钛矿表面能促进空穴转移，凸显了表面终止在界面性能中的关键作用。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Coupling between tilts and charge carriers at polar-nonpolar perovskite interfaces
在钙钛矿界面产生二维电子气的极性不稳定性的唯象理论，由此扩展到包括耦合到钙钛矿倾斜。首先探讨了均匀倾斜的朗道理论，为进一步的，更现实的朗道-金兹伯格理论描述了整个薄膜不同的倾斜幅度设置场景。该理论也被推广到占的响应，施加的电场垂直的接口，这使得更精细的控制相变。传统上描述的单个金属-绝缘体转变的物理学通过耦合而大大丰富，该模型描述了具有一个或两个转变的各种场景，可能是连续的或不连续的。第一性原理计算允许对定义模型的参数进行估计，这些参数已经针对铝酸镧和钛酸锶之间的界面进行了计算。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Magnetism and trend in $T_{c}$ in Cr-based double perovskites: Interplay of two driving mechanisms
采用第一性原理密度泛函方法，结合第一性原理构造的低能模型哈密顿量的求解，研究了Cr基双钙钛矿系列Sr $_2$ CrB $'$ O $_6$（B $'$ =W/Re/Os）的磁性起源和$T_c$趋势.我们的研究表明，在Sr $_2$ CrB $'$ O $_6$（B $'$ =W/Re/Os）系列中明显令人困惑的$T_c$趋势可以从杂化驱动机制和超交换机制的相互作用来理解。
2011-01-24 cond-mat.mtrl-sci
New Tolerance Factor to Predict the Stability of Perovskite Oxides and Halides
预测钙钛矿结构的稳定性仍然是发现用于许多应用的新功能材料（包括光催化剂和电催化剂）的长期挑战。我们开发了一个准确的，物理上可解释的，一维的公差因子，τ，正确预测92%的化合物为钙钛矿或非钙钛矿的实验数据集的576 $ABX_3$材料（$\textit{X} =$ $O^{2-}$，$F^-$，$Cl^-$，$Br^-$，$I^-$）使用一种新的数据分析方法的基础上SISO（确定独立筛选和稀疏化算子）。τ被示出为在1，034个实验实现的单钙钛矿和双钙钛矿的训练集（91%的准确度）之外进行推广，并且被应用于识别23，314个新的双钙钛矿（$A_2$ $\textit{BB'}$ $X_6$），其通过它们作为钙钛矿稳定的概率进行排名。这项工作指导了实验学家和理论家最有可能成功合成钙钛矿，并展示了一种描述符识别方法，该方法可以扩展到钙钛矿稳定性预测之外的任意应用。
2019-01-06 cond-mat.mtrl-sci
A high-mobility two-dimensional electron gas at the heteroepitaxial spinel/perovskite complex oxide interface of γ-Al2O3/SrTiO3
在两种绝缘钙钛矿型氧化物（如LaAlO 3和SrTiO 3）之间的异质界面处发现二维电子气（2DEG）为新一代全氧化物电子和光子器件提供了机会。然而，界面电子迁移率的显着改善超过约1,000 cm 2 V-1 s-1（在低温下）的电流值，仍然是一个关键的挑战，基础以及应用研究的复合氧化物。在这里，我们提出了一种新的类型的二维电子气之间的异质界面SrTiO 3和尖晶石γ-Al 2 O 3外延膜具有良好的质量和兼容的氧离子亚晶格。该尖晶石/钙钛矿氧化物异质界面具有比钙钛矿/钙钛矿氧化物界面高一个数量级以上的电子迁移率，并表现出明确的二维导电特性，如通过观察量子磁阻振荡所揭示的。此外，我们发现，尖晶石/钙钛矿2DEG的结果从界面稳定的氧空位，并被限制在一个层内的0.9 nm的异质界面附近。我们的研究结果为复杂氧化物介观物理的研究和高迁移率全氧化物电子器件的设计铺平了道路。
2013-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Intermediate Bands in Zero-Dimensional Antimony Halide Perovskites
利用密度泛函理论研究了一种新发现的零维卤化锑钙钛矿的结构和电子结构性质。发现本文考虑的材料EtPySbBr $_\mathrm{6}$表现出非常有前途的电子结构性质：直接带隙接近太阳光谱的峰值，并且有效质量允许特别是电子的有效载流子传输。这些结果是合理的电子结构的分析，这揭示了由于Sb的s-状态的轨道杂化效应的中间带的形成。该研究表明，中间带的形成可以导致零维钙钛矿的非常有利的电子结构特性，并讨论了通过有针对性的离子取代和中间带的出现来制造具有有前途的光电性能的无铅HaPs的可能性。这些见解对于理解和进一步提高锑和其他有前途的无铅化合物的能力非常重要。
2018-07-16 cond-mat.mtrl-sci
The Synthesis, Structure and Electronic Properties of a Lead-Free Hybrid Inorganic-Organic Double Perovskite (MA)2KBiCl6 (MA = methylammonium)
在寻找可用作光伏应用中混合钙钛矿（MA）PbX 3的替代品的无铅材料时，我们发现了混合双钙钛矿（MA）2KBiCl 6，其与铅类似物具有惊人的相似性。光谱测量和纳米压痕研究相结合的密度泛函计算，揭示这个有趣的系统的属性。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci
d0 Ferromagnetic Interface Between Non-magnetic Perovskites
我们使用计算和实验的方法来研究两个钙钛矿之间的电荷不平衡界面处的d 0铁磁性。在SrTiO 3/KTaO 3超晶格计算中，电荷不平衡在SrTiO 3层中引入空穴，在界面氧2 p轨道处诱导d 0铁磁半金属2D电子气。在实际浓度下，电荷不平衡压倒了空位掺杂。改变组成材料表明铁磁性是空穴型d 0钙钛矿界面的一般性质。原子尖锐的d 0 SrTiO 3/KTaO 3，SrTiO 3/KNbO 3和SrTiO 3/NaNbO 3外延界面在室温下表现出铁磁磁滞。我们认为这种行为是由于氧t1 g带的高态密度和交换耦合，而d带t2 g对称电子气的研究较多。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Control of the structural and magnetic properties of perovskite oxide ultrathin films through the substrate symmetry effect
过氧过渡金属氧化物是角共享八面体的网络，已知其倾斜和扭曲会影响其电子和磁性。我们报告的模型界面结构，以避免化学影响的计算表明，对称性失配施加的界面层的扭曲模式，不存在于任何散装材料，创造新的界面特性驱动的对称性。根据八面体对变形的抵抗力，界面层可以小到一个晶胞，或者深入薄膜。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Prediction of lattice constant in cubic perovskites"
在Jiang等人的近期工作[J.Phys.Chem.Solids67（2006）1531-1536]中，已经建立了立方钙钛矿的晶格常数、离子半径和容差因子之间的相互关系，并且获得了经验方程。然而，不正确的离子配位的假设导致了不正确的数学表达式，即使预测和观察到的132种材料的晶格常数之间的平均相对误差小于1%。在这里，获得了该经验表达式的校正系数，这可能对一般钙钛矿材料的研究有用。
2007-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Generalised Framework for Controlling and Understanding Ion Dynamics with Passivated Lead Halide Perovskites
本文结合实验观察与漂移-扩散建模，提出解释混合电子离子导体表面光电压的新框架，证明通过修饰钙钛矿双层膜界面可控制缺陷迁移，为提升器件稳定性及理解移动缺陷与光致电荷相互作用提供新见解。
2023-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale growth of large arrays of perovskite microplate crystals for functional electronics and optoelectronics
甲基碘化铅铵钙钛矿因其广泛的光电应用而引起人们的广泛兴趣。然而，迄今为止的大多数研究都局限于块体薄膜，由于其与典型的光刻工艺不兼容，难以实现用于集成器件阵列。我们报告了用于功能电子学和光电子学的钙钛矿微板晶体的规则阵列的第一图案化生长。我们表明，大阵列的碘化铅微板可以从水溶液中生长通过接种生长过程，并可以进一步插入甲基碘化铵，以产生钙钛矿晶体。结构和光学表征表明，所得材料显示出优异的结晶质量和光学性能。我们进一步表明，钙钛矿晶体可以选择性地生长在预图案化的电极阵列上，以创建可独立寻址的光电探测器阵列和功能场效应晶体管。生长钙钛矿微板并将其精确放置在特定位置的能力为钙钛矿材料的电子和光学特性的基础研究提供了一个新材料平台，并为集成电子和光电系统开辟了一条道路。
2015-10-17 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study Lead-Free Halide Double Perovskite Cs2RhAgX6 and Cs2IrAgX6 (X = Cl, Br and I)
针对现有双钙钛矿带隙范围大、多为间接带隙的问题，通过第一性原理计算研究两种无铅卤化物双钙钛矿的性质，发现其稳定性高、带隙适宜且吸光性强，在光电子领域应用潜力大。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Iron spin crossover and its influence on post-perovskite transitions in MgSiO$_3$ and MgGeO$_3$
已知MgGeO $_3$ -钙钛矿在许多方面是MgSiO $_3$ -钙钛矿的低压类似物，但特别是在后钙钛矿转变方面。因此，在Fe轴承MgGeO $_3$的自旋状态变化的调查可能有助于澄清这种类型的状态变化的Fe轴承MgSiO $_3$的一些方面。采用密度泛函理论（DFT）+U方法研究了MgGeO $_3$钙钛矿和后钙钛矿中Fe $^{2+}$和Fe $^{3+}$的压力诱导自旋态变化.由于与硅相比锗的原子尺寸相对较大，锗酸盐相在相同压力下具有比等效硅酸盐相更大的晶胞体积和原子间距离。结果，所有压力引起的铁的状态变化在锗酸盐相中比在硅酸盐相中发生在更高的压力下，无论是自旋状态变化还是钙钛矿笼中（亚铁）铁的位置变化。我们发现，铁的状态转换发生在特定的平均Fe-O键长的矿物成分（硅酸盐或锗酸盐）或功能（LDA+U $_{sc}$或GGA+U $_{sc}$）无关。亚铁取代降低钙钛矿后钙钛矿（PPv）的转变压力，而耦合三价铁取代增加它显着。
2015-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Data-driven analysis of the electronic-structure factors controlling the work functions of perovskite oxides
调整材料的功函数对于最大化微电子和（光）电化学装置的性能具有实际意义，因为这些系统的效率取决于控制表面处和界面上的电子水平的能力。钙钛矿是实现这种控制的有前景的化合物。在这项工作中，我们通过数据驱动（机器学习）分析检查了1,000多个钙钛矿氧化物表面（ABO $_3$）的功函数，并确定了决定其大小的因素。虽然BO $_2$ -终止表面的功函数对杂化氧p带的能量敏感，但AO-终止表面的功函数相对于B-位点原子的d带的填充及其电子亲和力表现出少得多的无关紧要的依赖性。这项研究显示了可解释的数据驱动模型在分析立方钙钛矿的功函数从有限数量的电子结构描述符的效用。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure, Phonons and Dielectric Anomaly in Ferromagnetic Insulating Double Perovskite La2NiMnO6
采用第一性原理密度泛函方法，研究了具有磁场敏感性的铁磁绝缘双钙钛矿化合物La2NiMnO6的电子和磁性.我们的研究揭示了存在非常软的红外活性声子，通过修改超交换相互作用，在Ni和Mn的网站强烈耦合与自旋。我们认为，这些模式的起源观察到的介电异常La2NiMnO6。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale Coupled Polarization and BKT Transitions in Tow-Dimensional Hybrid Organic-Inorganic Perovskites
本文提出一个扩展的二维XY转子模型，通过解析粗粒化和大规模蒙特卡洛模拟，揭示了混合有机-无机钙钛矿单层中低温准铁电态与高温BKT拓扑转变的共存，并重现了介电双峰、涡旋增强等关键实验特征。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Spinodal Decomposition-Enabled Halide Perovskite Double Heterostructure with Reduced Fröhlich Electron-Phonon Coupling
外延III-V族半导体异质结构是现代微电子学、电光学和光电子学中的关键部件。卤化物钙钛矿材料具有优异的半导体性能，是相干异质结构器件的有前途的候选者。在这篇报告中，提出并实验实现了在卤化物钙钛矿体系中制备外延双异质结构的亚稳分解。采用化学气相沉积法，通过范德华外延制备了纯的混合卤化物钙钛矿外延棒和薄膜。在室温下，应用光子作为旋钮来调节亚稳分解和经典粗化的动力学。通过这种方法，卤化物钙钛矿双异质结构被创建携带外延界面和突出的光学性能。在共格卤化物双异质结构中发现了减少的Fröhlich电子-声子耦合，这被假设归因于广泛存在于III-V族双异质结构中的经典声子限制效应。在卤化物钙钛矿中开发相干双异质结构的能力为探索用于高性能和低成本光电子学、电光学和微电子学的基于卤化物钙钛矿的量子阱和超晶格铺平了道路。
2016-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Switchable and tunable Rashba-type spin splitting in covalent perovskite oxides
在过渡金属钙钛矿（ABO 3）中，大多数物理性质可通过结构参数（例如BO 6八面体的旋转）来调节。例子包括正铁氧体的内尔温度，混合价锰氧化物的导电性，或稀土钪酸盐的带隙。由于氧化物通常拥有大的内部电偶极子，并且可以容纳重元素，因此它们也成为显示Rashba自旋轨道耦合的主要候选者，通过这种耦合，电荷和自旋电流可以有效地相互转换。然而，尽管在SrTiO 3为基础的界面系统的一些实验报告，Rashba相互作用在这些材料中的研究很少，其与结构扭曲的相互作用仍然未知。在这封信中，我们确定了一种铋基钙钛矿，它具有巨大的电可切换的Rashba相互作用，其振幅可以通过铁电极化和氧八面体的呼吸模式来控制。这种特殊的结构参数源于Bi-O键的强共价性质，这让人想起钙钛矿镍酸盐中的情况。我们的研究结果不仅提供了新的策略，工艺敏捷的自旋-电荷转换器，但也突出了共价的相关性作为一个强大的处理复杂的氧化物设计新兴的属性。
2018-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Sub-picosecond Hole Injection from Lead Halide Perovskite by Differential Transient Transmission Spectroscopy
在钙钛矿和载流子传输层之间的界面处的有效电荷分离对于钙钛矿太阳能电池实现高功率转换效率至关重要。利用泵浦-探测透射测量方法，系统地研究了MAPbI $_3$钙钛矿到三种典型空穴传输材料PEDOT：PSS、PTAA和NiO $_x$的空穴注入动力学.我们只在MAPbI $_3$ /HTM界面附近或背面附近进行光激发，并测量两种激发配置之间的差分瞬态传输，以提取与空穴注入直接相关的载流子动力学。差分传输信号直接监测分别在1和2 ps内完成的对PTAA和PEDOT：PSS的空穴注入，以及对NiO $_x$的空穴注入，其表现出40 ps时间尺度的附加缓慢过程。所获得的注入动力学进行了讨论，在比较与器件性能的太阳能电池含有相同的MAPbI $_3$ /HTM接口。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Interplays between charge and electric field in perovskite solar cells: charge transport, recombination and hysteresis
通过瞬态实验和理论计算，系统地研究了钙钛矿太阳能电池中电荷和电场的相互作用，它们对电池中的电荷输运、复合、储存和电滞效应起着关键作用。研究发现，光照可以增加钙钛矿吸收体中的载流子浓度，从而增强电荷复合，导致高电场和自由载流子共存。同时，电池显示出与多晶硅太阳能电池类似的电荷存储和结机制，其中结电场决定电荷收集和分布。此外，研究还表明，由于离子（空位）迁移而产生的掺杂和缺陷的静电荷会显著影响电池内部的电场，从而影响电荷的收集和复合，这可能是引起人们广泛关注的磁滞现象的根源.
2016-04-11 cond-mat.mtrl-sci
The interface between a polar perovskite oxide and silicon from monoatomic lines
以LaAlO_3为原型材料，研究了极性高k材料与Si（001）-（2X_1）重构表面的界面。的接口的建设是基于先前的生长的金属线，然后氧化，其稳定性对氧覆盖进行了研究。密度泛函理论框架内的电子结构计算有助于建立界面和理解其键合结构。此外，我们计算了1.9 eV的导带偏移，符合电子应用的要求。研究结果可为界面处理提供指导。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Lattice matched heterogeneous nucleation eliminate defective buried interface in halide perovskites
本研究通过分子动力学模拟发现，钙钛矿在常用氧化物界面异质外延结晶会产生掩埋界面缺陷，而晶格匹配界面可实现其外延有序生长、避免缺陷，为制备高效稳定的钙钛矿器件提供指导。
2024-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Understanding and exploiting interfacial interactions between phosphonic acid functional groups and co-evaporated perovskites
本研究揭示了膦酸官能团通过氢键与界面碘相互作用，影响共蒸发钙钛矿的相结构和稳定性，从而提升其功率转换效率，并展示了利用基底调控钙钛矿生长的潜力。
2024-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Impermeable Inorganic Walls Sandwiching Photoactive Layer toward Inverted Perovskite Solar and Indoor-Photovoltaic Devices
钙钛矿活性层和电荷传输层（CTL）之间的界面在卤化物-钙钛矿光致发光材料的效率和稳定性两者中起关键作用。其中一个主要的问题是，钙钛矿的表面缺陷可能会导致有害的非辐射复合和材料降解。在这项工作中，我们通过在三阳离子碘化铅钙钛矿层和两个CTL之间插入碱土金属氟化物（AF）膜来解决这个具有挑战性的问题。这种双侧无机壁策略利用了连续、均匀和紧凑的AF框架的物理阻挡和化学锚定功能：一方面，钙钛矿-AF界面均匀分布的碱碘配位有效抑制了整个钙钛矿薄膜表面和晶界碘空位缺陷的形成，从而减少了在钙钛矿-CTL界面处的陷阱辅助复合以及由此的开路电压损失;另一方面，即使在苛刻的工作条件下，不可渗透的AF缓冲层也有效地防止了在钙钛矿-CTL界面处的双向离子迁移。结果表明，低温处理的倒置平面钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE）为22.02%（认证效率20.4%），开路电压赤字（< 0.4V）较低。获得了优异的操作稳定性（500 h，ISO-L-2）和热稳定性（1000 h，ISO-D-2）。同时，使用优化的装置在昏暗光源（1000勒克斯白光LED光）下获得35.7%的PCE，这是钙钛矿室内光致发光的最佳记录之一。
2020-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Role of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in multiferroic perovskites
以钙钛矿型多铁性RMnO_3（R = Gd，Tb，Dy）为指导，我们认为Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）为铁电性和非公度磁性的共存和强耦合提供了微观机制.我们用蒙特卡罗模拟和零温精确计算研究了一个包含双交换、超交换、Jahn-Teller和N-S项的模型。相图中包含一个多铁性相之间的A和E反铁磁相，在良好的协议与实验。
2006-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial antiperovskite/perovskite heterostructures for materials design
我们展示了氮化物反钙钛矿Mn $_{3}$ GAN和氧化物钙钛矿（La $_{0.3}$ Sr $_{0.7}$）（Al $_{0.65}$ Ta $_{0.35}$）O $_{3}$（LSAT）和SrTiO $_{3}$之间原子级尖锐界面的制造，作为氮化物-反钙钛矿/氧化物-钙钛矿异质结构的范例。结合使用扫描透射电子显微镜（STEM）、原子分辨率光谱技术和第一性原理计算，我们研究了原子尺度的结构、组成和界面结合。我们发现，反钙钛矿和钙钛矿化合物之间的外延生长介导的一个连贯的界面单层，连接两个反结构。我们预计我们的研究结果将是开发功能性反钙钛矿/钙钛矿异质结构的重要一步，以利用其功能特性的组合，包括超低功耗应用的拓扑特性。
2019-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells via MultiFunctional Curcumin Modified Buried Interface
本文提出用姜黄素修饰SnO2与钙钛矿层之间的埋底界面，通过钝化双侧缺陷和优化能级排列提升载流子传输，最终将器件效率从22.03%提升至24.46%，为高效稳定钙钛矿太阳能电池提供了简单绿色的界面修饰策略。
2024-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ionic-to-electronic current amplification in hybrid perovskite solar cells: ionically gated transistor-interface circuit model explains hysteresis and impedance of mixed conducting devices
混合钙钛矿半导体中的移动离子为电子器件引入了新的自由度，这表明了光致发光之外的应用。需要一个直观的器件模型来描述离子和电子电荷转移之间的相互作用，以释放该技术的全部潜力。我们将钙钛矿接触界面描述为晶体管，其将离子电荷再分布耦合到控制电子注入和复合的能量屏障。这揭示了异相电子电流和离子电流之间的放大因子。我们的研究结果提出了一种策略，设计薄膜电子元件与大型，可调，电容器和电感器的特性。由此产生的简单的等效电路模型，我们验证了与时间相关的漂移扩散模拟测量的阻抗谱，允许钙钛矿太阳能电池的行为的一般描述和解释。
2019-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning ferromagnetism at interfaces between insulating perovskite oxides
我们用密度泛函理论计算表明，|绝缘钙钛矿氧化物之间的SrTiO 3界面在满足巡回铁磁性的Stoner准则方面处于临界状态，并探索其他氧化物组合以更充分地满足它。LaScO3的较大晶格参数|BaTiO3界面被发现是不利的比更大的界面变形的LaAlO3| CaTiO 3。与LaAlO3相比|SrTiO 3，后者被预测表现出强大的磁性与更大的饱和力矩和更高的居里温度。我们的结果支持了超导和铁磁性共存的“两相”图景。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-inito study of low temperature magnetic properties of double perovskite Sr2FeOsO6
采用密度泛函理论计算了有序3d-5d双钙钛矿结构Sr 2FeOsO 6的电子结构和磁交换作用，该结构最近引起了人们对有趣的反铁磁转变的关注.我们的研究揭示了长程磁交换相互作用在该化合物中所起的重要作用。铁磁近邻Os-O-Fe相互作用和反铁磁次近邻Os-O-Fe-O-Os相互作用之间的竞争在该体系中引起强烈的阻挫，这解释了实验中观察到的晶格畸变和磁相变。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-Principles study of vibrational and non-collinear magnetic properties of the perovskite to post-perovskite pressure transition of NaMnF3
我们进行了第一性原理研究的结构，振动，电子和磁性的NaMnF 3下施加各向同性压力的性质。我们发现NaMnF 3在8 GPa下经历了从Pnma畸变钙钛矿结构向Cmcm后钙钛矿结构的重构相变。这通过Mn-F-Mn键的突然变化来证实，其中晶体从Pnma相中的角共享八面体变为Cmcm相中的边缘共享八面体。磁有序也从Pnma相中的G型反铁磁有序变为Cmcm相中的C型反铁磁有序。有趣的是，我们发现高自旋d轨道填充保持在相变，这在已知的磁性后钙钛矿结构中从未观察到。我们还发现了一个高度非共线磁有序的Cmcm后钙钛矿相，驱动一个大的铁磁倾斜的自旋。我们讨论了这些结果的有效性与在我们的研究中使用的GGA+U交换相关功能的U和J参数，并得出结论，大的自旋倾斜是一个有前途的性能后钙钛矿氟化物。
2014-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Generation of low-symmetry perovskite structures for ab initio computation
离子位移是钙钛矿中铁电性的原因。通过适当地移动离子，从头计算已经被广泛地用于研究各种结构相的钙钛矿的性质。除了相对简单的离子位移之外，钙钛矿还具有另一种类型的结构畸变，称为反铁畸变或氧八面体倾斜。这两种类型的扭曲之间的相互作用产生了丰富的结构相，这可能是繁琐的从头计算准备，特别是对于大型超级细胞。在这里，我们设计并实现了一个计算机程序，以促进扭曲的钙钛矿结构的生成，它可以很容易地用于从头计算，以获得进一步了解给定结构相的钙钛矿。
2019-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The role of nonmagnetic d0 vs. d10 B-type cations on the magnetic exchange interactions in osmium double perovskites
采用固相反应法合成了双钙钛矿结构的Ba_2BO_3O_6（B = Sc，Y，In）多晶样品。它们采用立方双钙钛矿结构（空间群，Fm-3 m），具有有序的B和Os排列。Ba_2BO_3O_6（B = Sc，Y，In）分别在93 K、69 K和28 K出现反铁磁转变。Ba 2ScOsO 6的Weiss温度为-590 K，Ba 2 YOsO 6的Weiss温度为-571 K，Ba 2 InOsO 6的Weiss温度为-155 K。Sc ~（3+）和Y ~（3+）具有开壳层d 0电子构型，而In ~（3+）具有闭壳层d10电子构型。这表明与d10相比，d 0 B型阳离子诱导更强的整体磁交换相互作用。Ba_2BO_5O_6（B = Sc，Y，In）与Sr和Ca类似物的比较表明，结构畸变减弱了整体的磁交换作用。
2017-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular simulations of Perovskites CsXI3 (X = Pb,Sn) Using Machine-Learning Interatomic Potentials
本研究在LATTE框架下开发机器学习原子间势，以低成本高精度模拟铯基卤化物钙钛矿的相变与结构特性，对比铅基与锡基材料的差异，为钙钛矿材料的理性设计提供高效模拟框架。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comment on "Interplay of Structural and Optoelectronic Properties in Formamidinium Mixed Tin-Lead Triiodide Perovskites"
研究FAPb $_{1-x}$ Sn $_x$ I $_3$钙钛矿中的光电性质作为铅：锡含量的函数，Parrott等人在具有Sn $ < 25$ %和具有$> 0.85$ %的混合组合物中观察到最宽的发光线宽和最大的发光斯托克斯位移。由于合金无序的最大影响预计为50：50的组合物，可以得出结论，所揭示的无序效应可能是由外在因素引起的，这些外在因素可以在进一步的晶体生长优化后消除。该评论表明，对于FAPb $_{1-x}$ Sn $_x$ I $_3$钙钛矿中的完全随机波动，合金无序的最大影响实际上是对于$x < 0.25$和对于$x > 0.85$预期的。因此，进一步的晶体生长优化是徒劳的。
2022-01-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators and Dirac Octets in Anti-perovskites
我们预测了一类新的拓扑晶体绝缘体（TCI）的反钙钛矿材料的家庭与化学式A $_3$ BX。这里的非平凡拓扑结构产生于两个$J=3/2$四重态之间的带反转，这是由“狄拉克八重态”的广义狄拉克方程描述的。我们的工作表明，反钙钛矿是一个很有前途的新场所，探索能带拓扑结构，晶体对称性和电子相关性之间的合作相互作用。
2014-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enabling two-dimensional electron gas with high room-temperature electron mobility exceeding 100 cm$^2$/Vs at a perovskite oxide interface
本文在BaSnO$_3$/LaInO$_3$外延界面可控创建二维电子气，室温电子迁移率达119 cm$^2$/Vs，为钙钛矿氧化物2DEG最高值，并借助分子束外延沉积模式实现远离衬底界面的原位优化。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
