Magnetic interlayer coupling between ferromagnetic SrRuO$_3$ layers through a SrIrO$_3$ spacer
调整磁性多层膜特性的一个关键因素是各个磁性层之间的耦合。在Skyrmion托管多层膜的情况下，跨磁性层的Skyrmion耦合是非常期望的。在这里的磁性层间耦合的外延全氧化物异质结构的铁磁钙钛矿SrRuO $_3$层分离的强自旋-轨道耦合氧化物SrIrO $_3$的间隔进行了研究。这种氧化物层的组合正在被讨论作为一个潜在的候选系统主机Néel skyrmions。进行一阶反转曲线（FORC）测量以区分各个层的磁切换过程并从样品$'$信号中分离软磁杂质的信号。此外，FORC研究能够确定磁性层之间的耦合是铁磁还是反铁磁。所观察到的层间耦合强度是弱的所有异质结构，与SrIrO $_3$间隔层之间的2个单层和12个单层厚。
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Design of Mott and topological phases on buckled 3d-oxide honeycomb lattices
具有（111）取向的超导双层将蜂窝晶格作为关键特征与过渡金属氧化物中电子的强相关多轨道性质相结合。在系统的DFT+ $U$研究中，（111）面向（La $X$ O $_3$）$_2$ /（LaAlO $_3$）$_4$超晶格，我们建立了基态与能带填充的演化趋势，（111）面向（La $X$ O $_3$）$_2$ /（LaAlO $_3$）$_4$超晶格，其中$X$跨越整个$3d$过渡金属系列。局部准立方和全局三角对称性之间的竞争触发了意料之外的对称性破缺相，其机制从Jahn-Teller扭曲到电荷、自旋和轨道有序。LaMnO $_3$，其中自旋-轨道耦合打开一个相当大的差距在狄拉克点费米表面，出现作为拓扑陈绝缘体。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar Interactions between Iron-Oxide Nanoparticles in Frozen Ferrofluids and Ferronematics
我们提出了一个详细的研究的磁性行为的氧化铁（γ-Fe 2 O3和Fe 3 O 4）的纳米粒子组成的铁磁流体（FF的）的平均粒径<d>= 2.5和10 nm。将颗粒分散在冷冻的液体载体（纯FF）中和冷冻的溶致液晶基质中，所述基质为双相或铁离子型（FN）（铁离子型溶致液晶酶）。FF相和FN相在室温下均表现出超顺磁性（SPM）行为，对于= 2.5和10 nm，其阻断温度T_B分别为10和100 <d>K。动态交流磁化率的测量结果表明，热激活的Néel-Brown依赖的阻断温度与所施加的频率。我们的研究结果表明，偶极相互作用是小的，但不可忽略的，相比单粒子的磁各向异性的能量障碍。从交流磁化率的拟合，我们计算了2.5 nm磁赤铁矿颗粒的有效磁各向异性常数K_{eff}。虽然在高度稀释的样品中存在的粒子间相互作用并没有明显地改变孤立粒子的动态磁行为，但计算出的磁各向异性比块状材料大一个数量级，表明存在大的表面各向异性。利用热激活模型拟合动力学数据，得到有效势垒Ea = 3.5 × 10 ^{-21} J。根据这些数据，我们得到单粒子有效磁各向异性的K_{eff} = 422 kJ/m^3。
2011-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional atomic interface between metal and oxide in Zr-ZrO2 nanoparticles
本研究利用原子分辨率电子断层扫描解析Zr-ZrO2纳米颗粒的三维金属-氧化物界面，揭示其共格性与平移对称性破缺及Zr空位、纳米孔分布。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and electrical resistance behaviour of the oxides, Ca$_{3-x}$Y$_x$LiRuO$_6$ (x= 0.0, 0.5 and 1.0)
研究了Ca $_{3-x}$ Y $_x$ LiRuO $_6$的磁电阻行为。母体化合物在113 K的高温下表现出从Ru亚晶格开始的磁有序。虽然顺磁居里温度（$θ$ $_p$）是反铁磁有序的负指示，但$θ$ $_p$的大幅度（~ 250 K）揭示了该化合物中磁性的复杂性质。Ru离子似乎处于五价态。我们注意到，用Y替代后，内尔温度只略微降低。发现所有这些组合物都是绝缘体，因此电子掺杂不会导致金属性。因此，整体的磁性和运输行为被认为是基本上不敏感的Y取代钙，这可能有利于这些化合物中的准一维磁性的想法的发现。
2000-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thickness dependent properties in oxide heterostructures driven by structurally induced metal-oxygen hybridization variations
厚度驱动的电子相变在不同类型的功能性钙钛矿异质结构中被广泛观察到。然而，不确定性仍然存在，这些影响是否仅仅是由于空间限制，对称性破缺，或者更确切地说，随着膜厚度的变化，结构的变化。在这里，我们提出了直接的证据，氧2 p和Mn 3d轨道（p-d）杂化耦合到层依赖的八面体倾斜内的La 2/3Sr 1/3 MnO 3膜驱动的界面八面体耦合的松弛。通过界面结构工程减少八面体倾斜，实现了居里温度的提高。原子分辨晶格，电子和磁性结构与X-射线吸收光谱一起证明了在相关氧化物异质结构中广泛观察到的维度效应中厚度相关的p-d杂化的核心作用。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional Oxides for Topological Magnetic Textures by Design
设计可操作的Skyrmion赛道存储器的几个挑战是众所周知的。在这些挑战中，如果研究人员只依赖金属材料，可以确定一些矛盾。因此，将Skyrmion物理的探索扩展到氧化物材料是弥合矛盾差距的必要条件。在这篇专题综述中，我们首先简要地修改了稳定和操纵Skymion的理论和标准，然后研究了偶极稳定的磁泡的行为。接下来，我们探索了具有磁电耦合的多铁性Skyrmions的性质，到目前为止，它只能稳定在Cu $_2$ OSeO $_3$中，以及在一些极性材料中罕见的体Néel型Skyrmions。作为一个穿插部分，我们回顾了反常效应（AHE）和拓扑霍尔效应（THE）的理论，然后回顾了氧化物薄膜中拓扑霍尔效应的最新进展。还讨论了关于另一种解释的争论。最后，展望了利用钙钛矿的界面电荷转移和（111）取向来研究Skyrmion的前景。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of ferromagnetism of Vanadium Oxide thin films by oxidation states
本文通过反应溅射制备不同氧化态的VOx薄膜，首次在纯VOx中证实300 K下约14 kA/m的铁磁性，并揭示其与Co层的反铁磁交换耦合，展示了氧化态调控铁磁性的自旋电子学应用潜力。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostriction-Driven Muon Localization in an Antiferromagnetic Oxide
本研究结合实验与 Hubbard 校正 DFT 及分子动力学模拟，揭示 MnO 在 Néel 温度以下由磁致伸缩畸变局域化注入 μ 子，解释了单一进动频率这一长期谜题。
2024-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inelastic Light Scattering Spectroscopy of Magnons and Phonons in Nickel Oxide: Effects of Temperature
我们报告的调查结果的温度依赖性的磁振子和声子频率在NiO。布里渊-曼德尔散射和拉曼光谱的组合使我们能够阐明从布里渊区中心（GHz范围）到区边界（THz范围）的二阶峰的声子和磁振子光谱特征的演变。NiO谱中的磁振子和声子带的温度依赖性行为表明在高于Neel温度（T=523 K）的温度下存在反铁磁（AF）有序涨落或持续的AF状态。调谐激发激光的强度提供了一种用于在不施加磁场的情况下将磁振子的特征与声学声子分离的方法。我们的研究结果是有用的解释的非弹性光散射光谱的NiO，并添加到知识的磁振子的性质非常重要的太赫兹自旋电子器件。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Suppression of Octahedral Tilts and Associated Changes of Electronic Properties at Epitaxial Oxide Heterostructure Interfaces
具有破缺平移对称性的外延氧化物界面已经成为氧化物超晶格新行为背后的中心范式。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜，以证明一个直接的，定量的单细胞的单细胞映射的晶格参数和氧八面体旋转的BiFeO 3-La0.7Sr0.3MnO3接口，以阐明如何适应晶体对称性的变化。结合低损耗电子能量损失谱成像，我们展示了介观反铁畸变相变和阐明相关的电子性质的变化，在一个薄层直接相邻的界面。
2010-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetism tailored by mechanical strain engineering in PrVO$_3$ thin films
具有ABO $_3$钙钛矿结构的过渡金属氧化物表现出强烈的纠缠结构和电子自由度，因此，人们期望通过各种外部刺激作用于晶格来揭示奇异的相和性质。以Jahn-Teller活性钒酸盐PrPDMATHABMN V $^{3+}$ O $_3$化合物为模型体系，研究了PrVO $_3$ Néel温度T $_N$作为薄膜生长时相对于体相可提高40 K.使用先进的实验技术，这种增强是明确归因于所经历的薄膜的外延压缩应变所产生的四方性。第一性原理模拟不仅证实了实验结果，但他们也揭示了应变促进了前所未有的轨道有序的V $^{3+}$ d电子，强烈有利于反铁磁相互作用。这些结果表明，准确控制结构方面是揭示氧化物中意外相的关键。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of Ordered Vortex Phase in Multiferroic Oxide Superlattices
铁电体的特征在于具有非零弹性、极性或磁性序参量$\vec{u}$的对称性破缺状态，是用于分级和操纵拓扑保护结构以及用于检测非常规拓扑现象的公认平台。在磁电多铁性材料中产生有序拓扑相的未实现的可能性，表现出耦合的磁性和极性序参量，预计将产生新的功能和开放的途径操纵拓扑特征。在这里，我们报告了一个有序的$π_1$ - $S_\infty$涡旋相内的单相磁电多铁性BiFeO $_3$的发现。该相位，其特征在于正的拓扑电荷和手性交错，实现在相干TbScO $_3$和BiFeO $_3$超晶格和建立通过直接和傅立叶空间分析相结合。观察到的秩序参数形态再现与描述当地的秩序参数刚度和竞争的非本地偶极-偶极相互作用的场模型。使序参量向$\left<100\right>$倾斜的各向异性抑制了手性错列，并产生了竞争性的$π_1$ - $C_{\infty v}$涡旋相，其中核心位于中心。
2018-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Electron Localization Enhances Cation Diffusion in Transition Metal Oxides: An Electronic Trebuchet Effect
离子扩散是材料制造、形变、相变、结构稳定性和电化学器件等物理过程的核心部分。传统的理论侧重于介导扩散的缺陷，并解释了它们的人口如何受到氧化，还原，辐照和掺杂的影响，可以增强扩散。然而，我们发现同样的影响也可以在几个典型的过渡金属氧化物中将它们的迁移率提高几个数量级。第一性原理计算从根本上将后一种观察与迁移离子的局部结构联系起来，迁移离子的局部结构固有地柔软并且具有破缺的对称性，使其容易受到电子或空穴局部化的影响，从而实现较低的鞍点能量。这一发现解决了过去30年来物理陶瓷领域的一个悬而未决的问题：为什么在还原氧化锆、二氧化铈和结构相关的陶瓷中，阳离子扩散与经典非化学计量缺陷物理学的预测相反？它还表明，使负U态成为可能的鞍点电子-声子相互作用类似于使投石机成为可能的配重效应。这个简单的过渡态图像解释了为什么经常发生由自由基离子迁移介导的增强动力学，特别是在极端条件下。
2019-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Broken-symmetry self-consistent GW approach: degree of spin contamination and evaluation of effective exchange couplings in solid antiferromagnets
我们采用对称性破缺的策略来计算全自洽GW方法中的有效磁常数$J$。为了理解破对称周期解中存在的自旋污染程度，我们提出了几个尺寸广泛的量，证明无限制自洽GW很好地保留了无限制Hartree-Fock解的破对称特征。所提取的$J$与多参考波函数计算结果接近。在本文中，我们建立了一个强大的计算程序，找到磁耦合常数从自洽GW计算，并将其应用到固体反铁磁镍和锰氧化物。
2022-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Tight-binding theory of lanthanum strontium manganate
早期的分析锰氧化物在不同的电荷状态表明，自由原子项值和普遍耦合给出了合理的帐户的凝聚力。这种方法在这里扩展到钙钛矿结构中的LaxSr（1-x）MnO 3，以及广泛的性质，具有相当的成功，包括作为x的函数的内聚力。磁性和电子性质的治疗方面的相同的参数和集群轨道用于凝聚力。这包括对SrMnO 3（一种反铁磁绝缘体）的Neel和Curie-Weiss温度的估计，以及LaMnO 3中的Jahn-Teller畸变的大小，这使得它也与（100）铁磁平面绝缘（由于畸变状态的新型双交换），反铁磁堆叠，如所观察到的。我们估计了Neel温度和它的体积依赖性，以及适用于Neel和Jahn-Teller温度之间的铁磁Curie-Weiss温度。我们期望当存在掺杂（0<x<1）时的跳跃电导率，并在小极化子理论的背景下估计它。这是符合实验的Neel和Jahn-Teller温度之间，但低于Neel温度的传导似乎是带状的，我们估计在大极化子理论中的空穴质量增强。我们看到，在Jahn-Teller温度以上，LaMnO 3应该是观察到的金属，并且具有我们估计的铁磁居里-外斯常数的顺磁性。这些预测中有许多并不那么准确，但足够接近，可以根据一开始就知道的简单理论和参数来清楚地理解所有这些性质。我们还提供了这些参数的Fe，Co和Ca，使公式的属性可以很容易地评估类似的系统。
2008-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-speed domain wall racetracks in a magnetic insulator
最近的报告，电流感应开关的亚铁磁氧化物耦合到重金属层已经打开了现实的前景，实现磁绝缘体到电寻址的自旋电子器件。然而，关键的方面，如配置和动力学的磁畴壁驱动的电流在绝缘氧化物仍然没有探索。在这里，我们调查的内部结构的域壁在Tm 3Fe 5 O 12（TmIG）和TmIG/Pt双层膜，并证明其有效的操纵与速度高达400米秒$^{-1}$和最小电流阈值为5 × 10 $^{6}$ A厘米$^{-2}$域壁流的自旋轨道扭矩。域壁赛道嵌入TmIG定义的沉积Pt电流线，这使我们能够控制在选定区域的扩展的磁性层的域传播和磁化切换。扫描氮空位磁测量表明TmIG薄膜的畴壁是具有左手手性的Néel壁，随着Pt的沉积，畴壁磁化向中间Néel-Bloch构型旋转。这些结果表明TmIG中存在相当大的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这导致了控制磁性绝缘体中手性自旋织构形成的新可能性。最后，畴壁跑道提供了一种有效的方案，以快速和可逆的方式图案化TmIG的磁性景观
2019-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Second-Harmonic Imaging of Magnetic Domains in Thin Film Hematite
Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所与物理系）；Munich Center of Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（巴伐利亚科学院瓦尔特·迈斯纳研究所）；Physics Department, TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院物理系）；Institute of Physics and Center for Integrated Sensor Systems (SENS), University of the Bundeswehr Munich（联邦国防军慕尼黑大学物理研究所与综合传感器系统中心）
该研究利用偏振分辨二次谐波产生（SHG）显微镜，实现了对薄膜赤铁矿中磁对称性、奈尔矢量取向及磁畴演化的局部成像，揭示了莫林转变下的磁畴变化规律，为相关研究提供了新的探测手段。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Heisenberg exchange in magnetic monoxides
本文用现代紧束缚理论和现有的参数讨论了Anderson于1950年提出的过渡金属氧化物中的超交换相互作用。我们还发现了最近邻金属离子的直接交换，比超交换大五倍。这种直接交换产生Vddm耦合，而不是重叠的原子电荷密度，一个小的重叠交换的贡献，我们也估计。对于FeO和CoO也有一个重要的负面贡献，与斯通纳铁磁性，从部分填充的少数自旋带加宽时，离子自旋对齐。计算MnO、FeO、CoO和NiO的相应J1和J2参数。他们给出了很好的尼尔和居里-外斯温度的帐户，显示适当的趋势，并给出了合理的帐户，其体积依赖性。对于MnO的磁化率在尼尔温度和反铁磁转变所产生的晶体畸变的预测值是合理的。在铜酸盐中应用于CuO 2平面得到J= 1220 oK，与实验1500 oK相比，对于LiCrO 2，得到J1=4 50 oK，与实验230 oK相比。
2007-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Semi-Dirac and Weyl Fermions in Transition Metal Oxides
我们发现，一类化合物与$I$ 4/ $mcm$晶体对称主机三维半狄拉克费米子。与已知的二维半狄拉克点不同，这些三维半狄拉克点的简并不被自旋轨道耦合所提升，这是由于受到非对称对称性的保护--$a-b$平面中的螺旋旋转和沿$c$轴的平移。这种晶体对称性在四元钙钛矿氧化物中发现，其可通过导致$^0$ a $^0$ c $^-$型八面体旋转的外延应变在薄膜中实现。有趣的是，随着时间反演对称性的破缺，两对外尔点出现在布里渊区的半狄拉克点，以及额外的晶格畸变导致增强的本征反常霍尔效应。通过外延应变调节Berry相的能力可用于新型氧化物基电子器件。
2022-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Time-resolved diamond magnetic microscopy of superparamagnetic iron-oxide nanoparticles
本文利用金刚石氮-空位中心磁显微镜对约30纳米超顺磁氧化铁纳米颗粒进行时间分辨宽场成像，揭示了单颗粒横向磁化、极低磁滞及高度不对称的B_c分布，并直接记录了毫秒至秒级的Néel弛豫过程。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Topological Antiferromagnetic Semimetal for Spintronics: A Case Study of a Layered Square Net System EuZnSb$_2$
我们利用第一性原理和有效哈密顿方法研究了最近合成的层状反铁磁方网拓扑半金属EuZnSb $_2$ [1]的电子结构和磁性.该文件的主要信息是，磁有序和\Neel矢量的方向的变化所产生的能带结构的小变化的影响被放大的自旋霍尔电导率等传输特性。我们预测，对称性破缺的影响引入的有序的\Neel矢量，是非常弱的散装，在表面的电子色散是明显的，这表明表面探针可能更适合于测量它们。磁性与许多其他竞争相的共存使这种材料有趣，并可能对量子自旋电子学应用有用。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Development of a magnetic interatomic potential for cubic anti-ferromagnets: the case of NiO
IT4Innovations VŠB - Technical University of Ostrava（IT4创新与卓越中心 俄斯特拉发理工大学）；Departamento de Física, Universidad de Oviedo（奥维耶多大学物理系）；ASturias RAw Materials Institute (ASRAM), Universidad de Oviedo（奥维耶多大学阿斯特里亚斯原材料研究所）；Department of Condensed Matter Physics Faculty of Mathematics and Physics Charles University（查理大学数学与物理学院凝聚态物理系）
本文开发了一种方法，通过整合Heisenberg交换和Néel模型的磁Hamiltonian，为立方反铁磁体构建了两种互作用势能模型，并通过密度泛函理论验证其在机械和磁性性质上的准确性。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Insulating band gaps both below and above the Néel temperature in d-electron LaTiO3, LaVO3, SrMnO3, and LaMnO3 perovskites as a symmetry-breaking event
本研究针对含磁性3d原子的ABO3钙钛矿在奈尔温度上下均为绝缘体的实验现象，探讨本征结构与磁对称性破缺能否系统解释其带隙形成及SrVO3等例外情况，挑战传统强关联解释框架。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer Transitional Metal Oxides via Manipulating Magnetization Orientation
尽管人们在理论和实验上对量子反常霍尔效应（QAHE）进行了大量的探索，但陈数可调的QAHE系统仍然有限。在这里，我们从理论上提出，NiAsO $_3$和PdSbO $_3$，单层过渡金属氧化物，可以实现QAHE与可调陈数通过操纵他们的磁化方向。当磁化位于\textit{x-y}平面中并且所有镜像对称性被破坏时，低陈数（即，$\mathcal{C}=\pm1$）相出现。当磁化呈现非零\textit{z}方向分量时，系统进入高陈数（即，$\mathcal{C}=\pm3$）相，即使在倾斜磁化的存在下。当磁化方向为\textit{z} -方向时，PdSbO单层$_3$的带隙接近室温能级（23.4 meV）.利用Wannier紧束缚模型，建立了磁化诱导拓扑相变相图。我们的工作为实际电子应用提供了一个可调陈数的高温QAHE系统。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin - Phonon Coupling in Nickel Oxide Determined from Ultraviolet Raman Spectroscopy
氧化镍（NiO）已被广泛研究用于从电化学到太阳能电池的各种应用[1，2]。近年来，NiO作为自旋电子器件的反铁磁（AF）绝缘体材料引起了广泛关注[3-10]。理解NiO中的自旋-声子耦合是其功能化的关键，并且使AF自旋电子学能够实现超高速和低功耗的承诺[11，12]。然而，尽管其作为示例性AF绝缘体和用于研究相关电子系统的基准材料的状态，但关于NiO中的自旋-声子相互作用和相关的能量耗散通道知之甚少。此外，对于NiO中电子、声子和磁振子能量的实验值和理论值之间的巨大差异存在长期争议[13-23]。这种知识的差距是由NiO光学选择规则，高尼尔温度和在可见光拉曼光谱中的磁振子带的主导地位，这排除了传统的方法来研究这种相互作用解释。在这里，我们表明，通过使用紫外（UV）拉曼光谱可以提取NiO中的自旋-声子耦合系数。我们建立了与其他材料不同的是，Ni原子的自旋与纵向光学（LO）声子的相互作用比与横向光学（TO）声子的相互作用更强，并对声子能量产生相反的影响。自旋-声子耦合的特性与密度泛函理论计算的趋势一致。所获得的结果揭示了AF绝缘体中自旋-声子耦合的本质，并可能有助于开发创新的自旋电子器件。
2017-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation by SANS and PNR of pure Néel-type domain wall profiles and skyrmion suppression below room temperature in magnetic [Pt/CoFeB/Ru]$_{10}$ multilayers
本研究利用PNR和SANS技术研究[Pt/CoFeB/Ru]₁₀多层膜的磁织构，证实室温下存在纯奈尔型磁缠绕，发现250K以下斯格明子因有效磁各向异性升高被抑制，为斯格明子自旋电子器件研发提供微观依据。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen in Brownmillerite Perovskites: First-Principles Insights into Energetics and Induced Electronic-Magnetic Changes
Auburn University（奥本大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Latvia（拉脱维亚大学）
研究通过DFT分析氢在氧化物中的作用，揭示氢吸收对电子结构和磁性的影响，提出设计氢响应氧化物的规则。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin-charge interconversion in KTaO$_3$ two-dimensional electron gases
氧化物界面表现出广泛的物理效应源于破缺反转对称性。特别地，当时间反演对称性也被破坏时，它们可以显示非互易现象，例如，通过施加磁场。例子包括允许自旋电流和电荷电流之间相互转换的直接和逆Edelstein效应（DEE，IEE）。在基于钙钛矿SrTiO $_3$（STO）的界面中研究了DEE和IEE，尽管在单独的研究中集中于一个或另一个。这些效果的演示仍然大多难以捉摸的其他氧化物界面系统，尽管他们在过去的十年中蓬勃发展。在这里，我们报告的DEE和IEE在一个新的界面二维电子气（2DEG）的钙钛矿氧化物KTaO $_3$的基础上观察。我们通过简单的Al金属沉积到KTaO $_3$单晶上产生2DEG，通过角分辨光电子能谱和磁输运对其进行表征，并通过单向磁电阻和自旋泵浦实验证明DEE和IEE。我们比较的自旋-电荷相互转换效率与基于STO的接口，将其与2DEG电子结构，并给出了实施的KTaO $_3$ 2DEG自旋轨道电子器件的前景。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling the contributions of individual cations to magnetic order in a spinel high entropy oxide
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）；Canadian Light Source（加拿大光源）
通过X射线磁圆二色性（XMCD）研究两种铁磁尖晶石结构高熵氧化物，发现不同阳离子对磁有序的贡献速率强烈依赖于其3d晶体场能级填充，主导的A-B亚晶格交换使某些离子快速磁化，而竞争相互作用导致其他离子磁化缓慢。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Spin Frustration and Magnetic Exchange in Cobalt Aluminum Oxide Spinels
本文报道了Co[Al_（1-x）Co_x]_2O_4（Co浓度为0<x<1）的X射线衍射、磁化率、电子自旋共振和热容的研究。在该尖晶石体系中，只有A位Co^2+阳离子是磁性的，而B位非磁性的Al^3+被低自旋非磁性的Co^3+取代，并且可以研究从Co^2+Al^3+_2O_4到Co^2+Co^3+_2O_4的完整相图。所有样品都显示出与浓度无关的-110 K量级的大的负居里-外斯温度Theta_CW，这归因于A位Co^2+阳离子之间的超交换相互作用的高度多样性。当x = 1.0和0.9时，在Neel温度T_N = 29.5 K和21.2 K时，发现了一个纯反铁磁态，比热具有类类反铁磁异常. 0.3<x<0.75的组合物显示出模糊的强烈降低的磁有序温度。在低温下，比热的T^2.5依赖性指示自旋液体状态。当x < 0.2时，观察到比热随温度的变化，在T_f = 4.7K以下，磁化率呈现类似自旋玻璃的行为。阻挫参数f = |Theta_CW| /T_f > 10的高值表明至少在x < 0.6时存在强的自旋阻挫。挫挫机制归因于A位Co^2+离子之间竞争的最近邻和次最近邻超交换相互作用。
2007-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoelectric coupling in epitaxial orthorhombic YMnO3 thin films
我们在Nb：SrTiO_3（001）衬底上外延生长了正交相YMnO_3氧化物薄膜，并测量了它们的结构、磁响应和介电响应。我们已经发现，基板引起的应变产生面内压缩的YMnO 3晶胞。温度依赖的磁化曲线显示出显着的ZFC-FC滞后在温度低于尼尔温度（TN约40 K）。的介电常数逐渐增加（高达26%）低于TN和模仿ZFC磁化曲线。我们认为，这些效果是在薄膜中的磁电耦合的表现形式和YMnO 3的磁性结构可以通过衬底的选择来控制。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Steadfast perpendicular exchange coupling in an ultrathin CoO/PtFe double-layer: strain and spin orientation
本文报道了具有垂直磁各向异性的应变双金属CoO/PtFe双层膜的交换耦合和磁性。在Pt终止的PtFe/Pt（001）表面上用反应分子束外延法生长CoO，室温下得到六方表面和单斜畸变CoO 3 nm薄膜。这种扭曲的PtFe CoO层与PtFe（001）层耦合，建立了稳健的垂直交换偏置偏移。软X射线吸收光谱提供了一个完整的描述的CoO/PtFe双层的自旋取向。交换偏置位移保持到Neel反铁磁有序温度TN=293 K。这个独特的例子的selfsame值的阻塞和排序的温度，但相同的散装订购温度，可能与原始应变引起的扭曲和加强两个有序的自旋层之间的相互作用。
2013-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Odd-parity magnetoresistance in pyrochlore iridate thin films with broken time-reversal symmetry
拓扑绝缘体由于其独特的Dirac表面态携带无耗散的边缘自旋电流而受到人们的广泛关注。最近，它已经在理论上提出，这种类型的能带结构，Weyl半金属相的三维模拟物，是具体化的烧绿石氧化物与强自旋轨道耦合，伴随着全进全出的自旋有序。本文报道了Eu_2 Ir_2 O_7单晶薄膜的制备和磁输运性质。我们发现，两个简并的全入全出畴结构，这是连接的时间反转操作，可以选择性地形成由冷却磁场的极性。一旦形成，该域对相反极化的磁场是鲁棒的，如由磁阻中的不寻常的奇场依赖项和霍尔电阻中的异常项所证明的。我们的研究结果为探索在烧绿石铱酸盐的表面/界面或磁畴壁预测的新的量子输运现象铺平了道路。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-Driven Transitions in La2CoTiO6: Antiferromagnetic Insulator to Nonmagnetic Metal via Antiferromagnetic Metal in a Double Perovskite Oxide
本研究通过第一性原理计算发现，双钙钛矿氧化物La₂CoTiO₆在静水压作用下会依次发生反铁磁绝缘体-反铁磁金属-非磁性金属的相变，揭示了结构畸变与自旋态转变的关联机制。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit torques in a Rashba honeycomb antiferromagnet
近年来，利用电流脉冲实现反铁磁畴反转的实验引起了人们对反铁磁体自旋轨道力矩的广泛关注。在这项工作中，我们采用紧束缚模型求解器，kwant，计算的自旋轨道力矩在一个蜂窝晶格上的二维反铁磁体与强自旋轨道相互作用的Rashba型。我们的模型结合了自旋-轨道相互作用，局部s-d-like交换，以及传导电子在原位无序势上的散射，提供了一个角动量弛豫的微观机制。我们考虑两个版本的模型：一个保存和一个破碎的子晶格对称性。一个非平衡交错极化，这是所谓的尼尔自旋轨道扭矩负责，示出消失相同的对称模型，但可能会成为有限的，如果亚晶格对称性被打破。类似地，反阻尼自旋轨道力矩在对称模型中消失，但在亚晶格对称性破缺的模型中变为有限和各向异性。正如预期的那样，反阻尼扭矩也揭示了相当大的依赖于杂质浓度。我们的数值分析也证实了自旋轨道力矩的对称性分类和由于电子动量的面内限制而导致的强力矩各向异性。
2019-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Image charge screening: a new approach to enhance magnetic ordering temperatures
我们已经测试了图像电荷屏蔽的概念，作为一种新的方法，以提高磁有序温度和超交换相互作用的超薄膜。以在Ag（100）衬底上生长的3层NiO（100）薄膜和在MgO（100）衬底上生长的3层NiO薄膜为模型系统，观察到在高极化金属衬底上生长的NiO薄膜的Neel温度为390 K，而在低极化绝缘体衬底上生长的NiO薄膜的Neel温度低于40 K。这表明，筛选高度极化介质可能指向一个实用的方法来设计强相关的氧化物纳米结构，大大提高了磁性能。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metasurface reconfiguration through lithium ion intercalation in a transition metal oxide
最近几年，光学工程师的工具箱里出现了一个新的概念--超表面。在超颖表面中，适当定制的材料内含物能够重塑入射光束的电磁场。振幅、相位和偏振的变化可以在仅波长的一小部分的厚度内解决。通过这一概念，可以预见，即使是最复杂的光学元件，也会大大提高光学元件的紧凑性;还可以确定其他独特的功能，如模拟计算。随着这个巨大的潜力准备被披露，缺乏可调性仍然是一个主要的障碍被打破。现在，超表面必须能够重新配置，即能够修改和记忆它们的状态，可能需要少量的能量。在这篇文章中，我们报告了通过在光子器件内集成的五氧化二钒层中嵌入锂来实现低能量、自保持超颖表面重构。通过合理的亚原子设计，实现了对线偏振光的振幅和相位的操作。此外，还实现了对圆偏振光的可调手征和可调手征保持反射的操控。这些操作是使用低至50 pJ/μm^{2}完成的，提高了过渡金属氧化物中的锂嵌入，作为迄今为止已知的用于超颖表面的最节能的自保持调谐机制之一，在整个纳米光子学领域具有重要的前景。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Magnetoresistance from broken spin helicity
某些材料和多层具有依赖于磁场的电阻（称为磁阻）的倾向，已经发现了商业应用，例如巨磁阻硬盘读取头。但磁阻也可以是物质中电子和磁性相互作用的有力探测器。例如，磁阻可以用来分析多带电导率、传导不均匀性、局部磁矩和（分数）朗道能级结构。对于具有强自旋轨道相互作用的材料，磁电阻可以用作弱反定域或非平凡Berry相的探针，例如在拓扑绝缘体表面态中。对于三维拓扑绝缘体，大的线性磁阻通常被用作潜在的非平凡拓扑结构的指示，尽管这种效应的起源尚未确定。在这里，我们观察到一个大的磁电阻在导电体状态的Bi $_2$ Te $_3$。我们发现，这种类型的大的磁阻是由于螺旋自旋动量锁定（即自旋旋转与动量方向）和单向自旋排列之间的竞争，通过施加磁场。翘曲效应被发现提供（准）线性依赖于磁场。我们提供了一个定量模型的螺旋度破缺诱导的磁阻，可以应用到广泛的材料，表面或界面弱到强的自旋轨道相互作用，如当代氧化物界面，散装Rashba系统，和拓扑绝缘体表面状态。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge density wave in intermetallic oxides R$_5$Pb$_3$O (R = La and Ce)
本文通过单晶生长、X 射线衍射、输运测量和 DFT 计算，揭示 R$_5$Pb$_3$O（R = La 和 Ce）在低温下存在电子-声子耦合驱动的电荷密度波，并发现 La 到 Ce 替代可使 CDW 温度抑制超过 100 K，为氧化物竞争序研究提供新平台。
2025-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
