Origin of nonlinear magnetoelectric response in rare-earth orthoferrite perovskite oxides
我们报告的GdFeO $_3$的非线性磁电响应的理论研究，通过分析方法结合海森堡模型，这是适合对第一性原理计算。我们的理论再现了实验报道的在外加磁场下极化的非线性变化，使得它可以分析在不同方向上的大响应的起源。我们表明，在这些材料中的响应的非线性字符起源于一个事实，即反铁磁顺序的Gd原子的变化非线性相对于所施加的磁场。我们的模型可以推广到反铁磁有序破坏反转对称性的其他材料。
2021-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Increased hole mobility in anti-ThCr$_2$Si$_2$-type La$_2$O$_2$Bi co-sintered with alkaline earth metal oxides for oxygen intercalation and hole carrier doping
具有Bi正方形网的金属反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Bi（$RE$ =稀土）显示出超导性，而绝缘La $_2$ O $_2$ Bi通过氧嵌入扩展c轴长度而显示出高空穴迁移率。在这项研究中，碱土金属氧化物（CaO，SrO和BaO）与La $_2$ O $_2$ Bi共烧结。在La $_2$ O $_2$ Bi中，CaO和BaO充当氧嵌入剂，而不掺入Ca和Ba。另一方面，SrO不仅作为氧嵌入剂，而且通过在La $_2$ O $_2$ Bi中用La取代Sr而作为空穴掺杂剂。氧嵌入和空穴掺杂导致c轴长度的扩展，有助于改善导电性。此外，在La $_2$ O $_2$ Bi中，空穴迁移率提高到150 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$，这几乎是先前研究中迁移率的两倍。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
High entropy oxides: An emerging prospect for magnetic rare earth - transition metal perovskites
它已被证明，氧化物陶瓷含有多种过渡和/或稀土元素在等摩尔比具有强烈的倾向，结晶在简单的单相结构，稳定的高构型熵。类似于金属合金系统，这些氧化物被表示为高熵氧化物（HEO）。HEO概念允许进入多元相图中迄今未知的领域。在已经实现的结构中，存在高度复杂的稀土-过渡元素钙钛矿类。通过应用高熵稳定化的创新概念产生的这类迷人的材料提供了一个新的和多方面的研究空间，有望发现前所未有的性质和现象。本研究提供了第一次调查选定的化合物的这种新型材料的磁性。通过直流和交流磁力测量的综合研究与元素特定光谱相结合，以了解系统中磁交换和高度化学无序之间的相互作用。我们观察到一个占主导地位的反铁磁行为的单相材料，结合一个小的铁磁贡献可能源于小的铁磁簇或配置在反铁磁矩阵。从长远来看，建议用高通量方法筛选这类化合物的性质，包括实验和理论相结合的方法。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the nature of alkali and alkaline-earth oxides on the structure and crystallization of an aluminoborosilicate glass developed to immobilize highly concentrated nuclear waste solutions
富稀土铝硼硅酸盐玻璃是一种新型高放废物固化剂。一个简化的七氧化物组成的玻璃被选为这项研究。在该体系中，钠和钙阳离子在其他工作中被假定分别模拟复杂玻璃组合物中存在的所有其他碱金属（R+=Li+，Rb+，Cs+）和碱土金属（R ′ 2 += Sr 2+，Ba 2+）阳离子。此外，这里使用钕或镧来模拟废液中出现的所有稀土和锕系元素。为了研究R+和R ′ 2+阳离子的性质对玻璃结构和冷却过程中熔体结晶趋势的影响，通过分别用（Li+，K+，Rb+，Cs+）或（Mg 2+，Sr 2+，Ba 2+）阳离子替代简化玻璃中的Na+或Ca 2+阳离子来制备两个玻璃系列。从这些取代，它被确立为碱金属离子优先参与的（AlO 4）-实体在玻璃网络中的电荷补偿相比，碱土金属离子。含钙的玻璃组合物让位于含有钙和稀土离子的磷灰石硅酸盐相的结晶。冷却过程中的熔体结晶倾向随碱土金属的性质而强烈变化。
2009-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Density functional calculation of the heats of formation of rare-earth orthophosphates
通过电子结构计算，估算了稀土正磷酸盐的氧化物生成热。计算的生成热系统地比测量值少放热约40 kJ/mol。基于对零点能量和H（298.15）-H（0）的估计修正，这种差异几乎完全是电子起源的。放热ΔHfox随离子半径的减小而减小（即LaPO 4比ScPO 4放热更大），这是由于氧化物阴离子（O2-）上的电荷定位高于磷酸根阴离子（PO 43-）。当然，对于氧化物和磷酸盐相，晶格能随着离子半径的减小而变得更负，但是对于氧化物，晶格能变得更快，使得反应随着离子半径变小而放热更少。这种效应应该延续到其他含氧酸的Δ H，如硅酸盐和硫酸盐。
2011-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity at the Néel Temperature of Chromium in Rare-earth Orthochromites: Interplay of Rare-earth and Cr Magnetism
我们报道了在弱铁磁性的稀土正铬铁矿RCrO 3（R=稀土）中，只有当稀土离子具有磁性时，才会在低于铬的Néel温度（TNCr）时具有相当大的自发极化（P ~ 0.2 - 0.8 \muC /cm ~ 2）的铁电性。有趣的是，ErCrO 3（TC = 133 K）的铁电性在自旋重取向（Morin）转变（TSR ~ 22 K）时消失，在该转变以下，与Cr亚晶格相关的弱铁磁性也消失，表明弱铁磁性在诱导铁电性中的关键作用。此外，通过改变磁场的极性使自发磁化（M）反转，可以使铁电极化（P）反转，这表明强磁电效应。我们认为，RCrO_3的铁电性是由于极化场破坏了对称性和Cr亚晶格中R离子的交换场稳定了极性态的共同作用而产生的。我们建议，一个类似的机制可以在同构的稀土正铁氧体，RFeO 3以及工作。
2012-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of strontium ferrite/iron oxide exchange coupled nano-powders with improved energy product for rare earth free permanent magnet applications
我们提出了一种简单的，可扩展的合成路线，用于生产交换耦合软/硬磁性复合粉末，其性能优于纯软和硬相成分。重要的是，该复合材料是基于氧化铁（SrFe 12 O 19和Fe 3 O 4）的，不含稀土或贵金属。两步合成工艺包括首先将氧化铁/氢氧化物前体直接沉淀在SrFe 12 O 19纳米薄片的顶部，确保硬磁相和软磁相之间的非常精细的混合。然后，我们使用第二个步骤，用于减少前体，以创建适当的软磁相，并创建交换耦合所需的紧密界面。我们建立了一个清晰的加工窗口;在低于该窗口的温度下，不会产生所需的软相，而较高的温度会导致软/硬相界面处的有害反应，导致软硬相的比例不正确。SrFe_（12）O_（19）/Fe_3 O_4复合材料的Mr、Ms和（BH）_（max）分别比纯硬质相（SrFe_（12）O_（19））提高了42%、29%和37%。我们提供的证据耦合（交换弹簧行为）与磁滞曲线，一阶反转曲线（FORC）分析和反冲测量。
2016-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Comparative analysis for meaningful interpretation of rare-earth oxide M$_{4,5}$ energy loss edges
稀土氧化物的磁性、电子和光学性质直接受金属阳离子的价态影响。随着新一代电子能量损失谱仪的发展，高能镧系元素精细结构的研究可以得到改善，从而达到定量分析的目的。不幸的是，稀土$4f$轨道电子的行为还没有得到很好的理解。为了建立镧系元素氧化物能量损失谱分析的最佳实践，我们对四种传统的白线分析方法进行了比较研究，这些方法扩展到镧系元素$M_{4,5}$边缘，这些边缘是使用Gatan的EELS Atlas数据从$3d \rightarrow 4f$轨道跃迁产生的。将${M_4}/{M_5}$光谱特征比作为$4f$占有率的函数进行检查。除了S $\text{m}^{3+}$和D $\text{y}^{3+}$之间的平台外，${M_4}/{M_5}$光谱特征比随着$4f$占用率的增加呈指数下降。$M_4$边缘最大强度一半处的全宽显示S $\text{m}^{3+}$至D $\text{y}^{3+}$的增宽。我们认为，平台的结果从$4f$轨道半填充，并解释通过费米黄金法则表示的电子跃迁概率和跃迁寿命之间的关系。在所描述的四种光谱分析方法中，只有积分面积法可以归属于定量物理解释。
2021-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Stability of xenon oxides at high pressures
氙在环境条件下是非常惰性的，但在压力下可能会发生反应。在地球内部形成稳定的氙氧化物和硅酸盐的可能性可以解释大气中缺少氙的悖论。利用从头算进化算法，我们预测了高压下Xe-O化合物（分别在83，102和114 GPa以上的压力下的XeO，XeO 2和XeO 3）的稳定性.我们的计算表明，在这些氧化物中的大的电荷转移，这表明，大的电负性差和压力的关键因素有利于氙化合物的形成。然而，地幔中的氙化合物并不能直接解释缺失的氙悖论：氙氧化物在与下地幔中的金属铁平衡时是不稳定的，而氙硅酸盐预计在所有地幔压力（<136 GPa）下都会自发分解。这并不排除碳原子被保留在地幔硅酸盐和氧化物的缺陷中。
2012-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Field-induced Polar Order at the Néel Temperature of Chromium in Rare-earth Orthochromites: Interplay of Rare-earth and Cr Magnetism
我们报道了在弱铁磁性稀土正铬酸盐RCrO 3（R=稀土）中，在低于铬的Néel温度（TN Cr）时，场致可切换极化（P = 0.2 ~ 0.8 μ C/cm ~ 2），但仅当稀土离子具有磁性时。有趣的是，ErCrO 3（TC ~ 133 K）的极化在自旋重取向（Morin）转变（TSR ~ 22 K）时消失，在该转变以下，与Cr子晶格相关的弱铁磁性也消失，表明弱铁磁性在诱导极性序中的关键作用。此外，极化（P）受到所施加的磁场的强烈影响，表明强磁电效应。我们认为，由于极化场破坏了对称性和Cr亚晶格对R离子的交换场稳定了极性态的共同作用，在RCrO 3中出现了极性有序。我们建议，一个类似的机制可以在同构的稀土正铁氧体，RFeO 3以及工作。
2012-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Susceptibility Study of the Heavy Rare Earth Stannate Pyrochlores
用粉末磁化率法研究了系列磁性烧绿石锡酸盐R_2Sn_2O_7（R =稀土，Ce和Pm除外）的磁化率，温度低至1.8K。结果进行比较，结果为类似的钛酸盐系列，这是众所周知的挫折磁铁。与钛酸盐不同，整个系列可以形成立方烧绿石结构。研究锡酸盐可能的实验优势进行了讨论。
2001-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Designing magnetocaloric materials for hydrogen liquefaction with light rare-earth Laves phases
本文提出通过混合不同de Gennes因子的轻稀土元素调节居里温度至20 K附近，设计出覆盖氢液化温区且磁热效应可与重稀土DyAl2竞争的轻稀土Laves相材料。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Accurate projected augmented wave (PAW) datasets for rare-earth elements (RE=La-Lu)
我们提供了精确的投影增广波（PAW）数据集的稀土（RE）元素与一些建议的哈伯德U值允许有效的平面波计算。固态测试生成的数据集进行稀土氮化物。通过态密度（DOS）和状态方程（EoS）的比较，生成的数据集显示出与高精度全电子全势线性增广平面波加局域轨道（FLAPW+LO）计算相当的优异结果。Hubbard U值的三价稀土离子的确定根据混合功能的计算。我们相信，这些新的开源PAW数据集将允许对稀土材料进行进一步的研究。
2014-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Disordered Local Moment Approach for a Doped Rare-Earth Magnet
在基于相对论无序局域矩的有限温度从头计算框架下，以YCo $_5$为工作材料，计算了稀土永磁体电子结构中的$3d$ -电子部分，证明了高温下掺杂增强磁性的可能性.碱土金属掺杂剂被证明是实现所提出的现象的候选人。
2014-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Stuffed Rare Earth Garnets
本研究合成了x≤0.5的填充型稀土镓石榴石，表征其磁结构与性能，发现过量稀土占据八面体位形成无序四面体对，磁矩与居里-外斯常数降低，低温热容积分存在熵缺失。
2023-10-02 cond-mat.mtrl-sci
A high-throughput and data-mining approach to predict new rare-earth free permanent magnets
我们提出了一个应用程序的高通量搜索新的稀土自由永磁体集中在3d-5d过渡金属化合物。检索涉及ICSD数据库（国际晶体结构数据库）的一部分，以及定制的检索标准和磁性的电子结构计算。我们的研究结果表明，它可以找到候选人的稀土自由永磁体使用数据挖掘/数据过滤的方法。这里确定的最有希望的候选物是Pt $_2$ FeNi、Pt $_2$ FeCu和W $_2$ FeB $_2$。我们建议这些材料是一个很好的平台，为进一步研究在寻找新的稀土自由永磁体。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Improved analysis of rare earth magnetic superconductors
本文用Ginzburg-Landau理论对稀土超导体的相变作了改进的分析。我们的工作是在系统研究稀土原子局域磁作用下的临界场和超导序参量的基础上进行的。我们提出了可以出现的不同相，并分析了从正常相到反铁磁和超导共存相的相变条件。我们计算了临界场和Ginzburg-Landau参数来说明共存性质。我们比较我们的理论结果与现有的实验结果。
2021-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Large Coercivity in Nanostructured Rare-earth-free MnxGa Films
当用合适尺寸和取向的纳米颗粒制备时，MnxGa膜的磁滞表现出高达2.5 T的显著大的矫顽场。这种介电常数比有序外延薄膜和体材料的介电常数大一个数量级。增强的双折射率归因于大的磁晶各向异性和~ 50 nm尺寸的纳米颗粒的组合。通过反常的霍尔效应，大的介电常数也被复制到电学性质中。的磁势的大小接近发现在稀土磁体，使他们有吸引力的稀土磁铁的应用。
2011-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Insight into the effect of rare earth $RE=Ce,\; Nd,\; Gd$ elements on the physical properties of Pb-Based Pervoskite Oxides ($PbREO_3$)
利用WIEN2k软件包计算了Pb基立方钙钛矿$PbREO_3\; (RE=Ce,\; Gd,\; Nd)$的电子、弹性、结构、热电和光学参数。对结构的力学优化和结构稳定性进行了评价。计算结果与实验结果完全一致。所获得的弹性结果表明，这些钙钛矿表现为稳定的韧性材料，其较高的$Y$值赋予它们刚性结构。$PbCeO_3$为n型半导体，而$PbREO_3\; (RE= Gd,\; Nd)$为p型半导体，带隙能分别为$2.60\;eV$、$1.02\;eV$和$1.55\;eV$。光学性质表明，$PbREO_3\; (RE=Ce,\; Gd,\; Nd)$在可见光区有明显的吸收，但反射率较低。热电性能在室温下为所有材料呈现期望的电性能。对于这些材料的产生，RE对基于Pb的立方钙钛矿氧化物的影响可以在热电、机械和光电子器件的制造中利用。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Crystal-field interaction and oxygen stoichiometry effects in strontium-doped rare-earth cobaltates
用非弹性中子散射方法研究了掺锶稀土化合物R（x）Sr（1-x）CoO（3-z）（R=Pr，Nd，Ho，Er）的晶场相互作用。特别强调的是，在这些化合物的合成中自然发生的缺氧的影响。所观察到的能谱被发现是在R站点的不同的最近邻氧协调的晶体场的叠加的结果。实验数据解释的晶体场参数的行为在一个一致的方式通过稀土系列，从而允许一个可靠的外推稀土离子在本工作中不考虑。
2014-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Adsorbate-Mediated Growth of Rare-Earth Oxides on Silicon
在比较研究中，用反应分子束外延法在氯、镓和银钝化的Si（111）上沉积了超薄氧化铈薄膜。这些薄膜的结晶度已被其特征在于由X射线驻波，而氧化态的稀土氧化物（REOx）薄膜和化学界面组合物已被揭示由硬X射线光电子能谱学。使用Cl作为钝化剂导致具有处于3+氧化态的RE金属的高度结晶的REOx膜的外延生长，同时有效地抑制界面处的硅酸盐和氧化硅的形成。相比之下，Ga和Ag的预吸附产量膜的质量较差，在银的情况下，甚至更低的结晶度比没有钝化。进一步的研究表明，Cl-钝化也导致在氧化镧REOx多层膜上的氧化镧薄膜的优异质量，这有利于良好有序的氧化铈的生长。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau model for the phase diagrams of the orthorhombic rare-earth manganites RMnO3
本工作的目的是描述，在一个单一的唯象方法，在零磁场的稀土锰氧化物RMnO 3中观察到的相变的特定序列。它表明，一个单一的集成描述的温度与这些化合物和相关的固溶体的组成相图的范围内的朗道理论，可以通过采用所谓的II型描述的调制相位。
2010-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Surface Energetics of Alkaline-Earth Metal Oxides: Trends in Stability and Adsorption of Small Molecules
本文对岩盐型碱土金属氧化物MgO、CaO、SrO和BaO的表面性质、稳定性和反应活性进行了系统的理论研究。常用的交换相关密度泛函（LDA，PBE，RPBE，PBESol，BEEF-vdW和混合HSE）和随机相位近似（RPA）的准确性进行评估，并与现有的实验值进行比较。在真空条件下计算的四个最稳定的表面小面的表面能：（100）表面，金属和氧终止的八极（111），和（110）表面表现出从MgO到BaO的稳定性的单调增加。CO、NO、CH 4在MgO（100）面上的吸附主要是物理吸附，而H2O在MgO（100）面上的吸附主要是化学吸附，这与实验结果一致。我们进一步使用CO和NO分子的顶部金属吸附来绘制每个碱土金属氧化物表面的表面能。所考虑的泛函都定性预测类似的吸附能趋势。在不同表面刻面上的吸附能之间的排序可以归因于碱土金属氧化物的金属组分的局部几何表面结构和电子结构的差异。随着碱土金属周期的增加，CO在（100）阶地上的吸附强度比NO弱，这一惊人的观察结果从吸附物σ和π通道内的电荷再分布方面进行了详细分析。最后，我们还提出了氧吸附和氧空位形成能在这些氧化物系统。
2015-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Role of rare-earth ionic radii on the spin-phonon coupling in multiferroic ordered double perovskites
本文利用拉曼光谱研究了稀土离子半径对RE_2NiMnO_6双钙钛矿中自旋-声子耦合的影响。用低温拉曼光谱研究了致密Nd_2NiMnO_6和Gd_2NiMnO_6陶瓷中的自旋-声子。与其他同构化合物相比，观察到的耦合的幅度表明，它是不受稀土离子半径的影响，以及在铁磁相的伸缩声子的位置与非谐贡献的偏差遵循幂律。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Properties of Rare earth Neodymium Zinc Titanate
本文研究了稀土钛酸锌（NZT）的介电性能和相组成.结果表明，它是不可信的是一个稳定的钙钛矿结构，实际上是类似于钛铁矿结构，但进一步的研究表明，单斜结构可以用于NZT。本研究利用模型化与模拟来定义NZT的原子位置与晶体结构。这些组合物具有良好的介电性能，可用于微波通信。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci
On the hyperfine interaction in rare-earth Van Vleck paramagnets at high magnetic fields
以电场为轴对称晶体（硫酸乙酯晶体）中的$Tm^{3+}$离子为例，研究了强磁场对非磁基态稀土离子（Van Vleck离子）超精细相互作用的影响.结果表明，磁场引起的$4f$电子壳层畸变导致原子核处超精细磁场的本质变化。提出的理论模型与最近的实验数据是一致的。
2002-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectricity in ternary rare-earth systems
报道了大量稀土化合物的晶体学数据、塞贝克系数、电阻和热导率，并讨论了近藤效应的表现形式。详细介绍了Yb_3Co_4Ge_（13）和Yb_3Co_4Sn_（13）化合物以及Yb_2CeCo_4Ge_（13）和Yb_2.3La_（0.7）Co_4Ge_（13）固溶体的热电性能。
2012-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the orbital and spin orderings in rare-earth titanates
稀土钛酸盐RTiO $_3$是一种莫特绝缘体，具有丰富的物理性质，在其基态具有显著的轨道和自旋序。然而，它们的铁磁到反铁磁转变的起源与稀土元素的大小之间的关系仍然存在争议。在这里，我们显示的对称性分析和第一性原理计算的基础上，虽然稀土钛酸盐名义上是Jahn-Teller活性，Jahn-Teller失真是可以忽略不计的基态属性的描述。同时，我们证明了两个反极运动的组合产生了一个有效的Jahn-Teller运动，这是钛酸盐中出现不同的自旋轨道顺序的关键。因此，钛酸盐是典型的例子，说明了钙钛矿中常见的几种晶格畸变之间的微妙相互作用如何产生轨道有序和绝缘相，而不管适当的Jahn-Teller运动。
2017-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Fracture Characteristics of Rare-earth Phosphate under Molten Calcium Magnesium Aluminosilicate Corrosion
本文通过介观模拟与实验研究了LuPO4稀土磷酸盐EBC在CMAS腐蚀下的断裂特性，发现其抗断裂性能可能优于Lu2SiO5，为EBC设计提供新见解。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Rare earth contributions to the X-ray magnetic circular dichroism at the Co K edge in rare earth-cobalt compounds investigated by multiple-scattering calculations
本文测量了Co六方晶系和R Co（R=La，Tb，Dy）化合物中Co K边的X射线磁圆二色性（XMCD）。在近边缘区域的实验XMCD光谱的结构已被观察到是高度敏感的磁环境的吸收网站。在考虑自旋轨道耦合的多重散射框架下，计算了Co金属、LaCo $_5$和TbCo $_5$中Co K边的XMCD.在这三个系统中，近边区域的XMCD谱都得到了很好的再现。分离和定量估计局部效应的可能性，由于在XMCD截面中的相邻原子，使得可能的光谱的更多的物理理解。本研究结果强调了在TbCo $_5$化合物的钴K边缘处的XMCD谱中Tb离子的$d$态所起的主要作用。
1998-07-10 cond-mat.mtrl-sci
A regression-based feature selection study of the Curie temperature of transition-metal rare-earth compounds: prediction and understanding
利用机器学习技术对3种$d$过渡金属和4种$f$稀土元素组成的二元合金化合物的居里温度（$T_C$）进行了分析。我们首先证明了非线性回归可以准确地再现化合物的$T_C$。当选择五到十个描述符时，$T_C$的预测精度最大化，其中稀土浓度是最相关的。然后，我们讨论了利用基于回归的模型选择技术来学习描述符与相应物理现象的致动机制之间的关系的尝试，即，在本案中为$T_C$。
2017-05-03 cond-mat.mtrl-sci
When supporting electrolyte matters - tuning capacitive response of graphene oxide via electrochemical reduction in alkali and alkaline earth metal chlorides
调节氧化石墨烯（GO）的电荷存储性质的能力对于能量转换应用是极其重要的。在这里，我们表明，GO的电化学还原对溶液中存在的阳离子高度敏感。GO在碱金属氯化物溶液中比在碱土金属氯化物中在更低的电势下被还原。在还原过程中，GO的电容从10倍增加到70倍。还原GO的最大电容在65和130 F g-1之间，这取决于电解质和导电添加剂的存在。我们建议，在还原过程中的阳离子与GO的氧官能团的不同的相互作用是负责所观察到的效果。
2018-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural phase diagram and magnetic properties of Sc-substituted rare earth ferrites R1-xScxFeO3 (R=Lu, Yb, Er, and Ho)
本文研究了Sc取代的稀土铁氧体R1-xScxFeO_3的结构稳定性，并绘制了不同R和x时的结构相图。虽然RFeO 3和ScFeO 3分别采用斜方晶系和方铁锰矿结构，但取代化合物R1-xScxFeO 3可以以不同的结构稳定。具体而言，对于R0.5Sc0.5FeO3，六方结构对于小R（例如Lu和Yb）可以是稳定的，而石榴石结构对于大R（例如Er和Ho）是稳定的。形成的石榴石结构的R0.5Sc0.5FeO3化合物，这需要Sc占据稀土和Fe的网站，证实了它们的磁性。
2019-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of topological insulator in ternary rare earth chalcogenides
用从头计算方法研究了一类新的三维拓扑绝缘体--三元稀土硫族化合物。基于体能带结构分析和拓扑表面态的直接计算，我们证明了LaBiTe 3是一种拓扑绝缘体。La可以被其他稀土元素取代，为量子反常霍尔绝缘体、轴子绝缘体和拓扑近藤绝缘体等新型拓扑态提供了候选材料。此外，YBiTe 3和YSbTe 3被发现是正常的绝缘体。它们的晶格常数和化学组成匹配良好，可用作LaBiTe 3和Bi 2 Te 3族拓扑绝缘体的保护阻挡层材料。
2010-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Luminescence of cadmium fluoride doped with rare-earth ions
研究了掺稀土氟化镉晶体的吸收、激发和发射光谱。与碱土金属氟化物相比，Ce $^{3+}$、Pr $^{3+}$和Tb $^{3+}$离子的4f - 5d跃迁吸收光谱变宽。未观察到5d-4f发射。这说明稀土离子的5d（e $_g$）能级位于CdF $_2$晶体的导带内。Tb $^{3+}$的发射光谱显示了4f-4f $^5$ D $_j$- $^7$ F $_j$谱线，与其它碱土氟化物形成对比，在其它碱土氟化物中也观察到由于$^5$ D $_3$ - $^7$ F $_j$跃迁的发射。不存在发射是由于$^5$ D $_3$水平位于发射带内。在所有测量的掺杂有杂质离子（Pr、Nd、Eu、Ho、Tb、Tm、Yb、Ga、In或Mn）的晶体中，掺杂有Pr $^{3+}$、Tb $^{3+}$或Mn $^{2+}$离子的CdF $_2$在X射线激发下具有最高的光输出。
2013-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetics of rare-earth efficient permanent magnets
含有较少或不含稀土元素的永磁体的发展与对磁性机制的深刻认识有关。有前途的永磁体材料的先决条件是高的自发磁化强度和足够高的磁各向异性。除了固有的磁性能外，磁体的微观结构在建立磁性方面起着重要作用。微结构对矫顽力、剩磁和能量密度积的影响可以通过微磁学模拟来理解。随着计算机硬件和数值计算方法的发展，可以快速计算出磁体的磁滞曲线，从而为永磁体的开发提供指导。利用微磁学模拟研究了稀土还原和自由永磁体的磁势。结果表明，只要优化磁体的微观结构，晶界工程NdFeB、ThMn 12结构的稀土磁体、Co基纳米线和L10-FeNi磁体都可以获得优异的硬磁性能。
2019-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Properties of Lithium-Containing Rare Earth Garnets Li3RE3Te2O12 (RE = Y, Pr, Nd, Sm-Lu)
本文报道了一系列稀土石榴石Li_3RE_3Te_2O_（12）（RE = Y，La，Pr，Nd，Sm-Lu）的合成、结构描述、变温磁化率和磁场磁化率。Li 3Dy 3 Te 2 O 12的结构是从粉末X射线衍射数据精制。在2 K时，一些成员的场相关磁化饱和9特斯拉。特别感兴趣的进一步研究在这个家庭是Pr，Tb，Dy和Yb石榴石的行为。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Weak localization and anti-localization in rare earth doped topological insulators
研究了两种稀土掺杂拓扑绝缘体SmxFexSb_（2 - 2）Te_3和SmxBi_（2 - 2）Te_2Se单晶的磁输运现象。两种化合物的磁输运行为随着温度和磁场的变化表现出弱反局域化（正磁阻）和弱局域化（负磁阻）之间的系统交叉。弱局域化是由稀土掺杂诱导磁化引起的，而弱反局域化则是由拓扑保护的表面态引起的。弱局域化和弱反局域化之间的转变表明，在量子扩散制度的表面态的狄拉克点的间隙开放。这一工作为通过稀土元素掺杂来调控拓扑绝缘体的磁输运性质提供了一种有效的途径。磁性测量表明，单独的Sm掺杂剂是顺磁性的，而共掺杂的Fe-Sm状态具有短程反铁磁顺序。我们的结果为实现带隙拓扑绝缘体表面态的奇异拓扑效应提供了可能。
2020-08-10 cond-mat.mtrl-sci
A method for assigning satellite lines to crystallographic sites in rare earth crystals
我们描述了一种实验技术，用于将由缺陷引起的稀土光谱中的卫星线与该缺陷周围的晶体位置中的稀土离子相关联。该方法涉及测量由宿主离子和磁缺陷之间的磁偶极-偶极相互作用引起的超精细分裂。该方法被施加到Ce 3+：EuCl 3.6H2O分配13最外层的22个卫星线的网站。结果表明，卫星谱线的光移与到掺杂剂的距离无关。主体离子和掺杂剂离子之间的相互作用在大于7埃的距离处是纯粹的偶极-偶极，在小于7埃的距离处具有额外的贡献，可能是超交换。
2013-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Structure and stability of 7:3 rare earth oxide-phosphates: a combined ab initio and experimental study
本研究结合从头算与实验解析了7:3稀土氧化物-磷酸盐（RE7O6(PO4)3）的同型单斜结构，验证了轻稀土物相的高温熵稳定机制及重稀土难合成的规律。
2025-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the spin reorientation process in rare earth perovskite PrFe0.1Cr0.9O3
超快自旋控制在凝聚态物理中起着举足轻重的作用。在这项研究中，我们分析了宏观磁化的PrFe 0.1Cr 0.9O3系统的分子场模型拟合。在拟合过程中准确计算了系统自旋重取向的全过程。结果发现，不同于我们以前研究的稀土钙钛矿，PrFe 0.1Cr 0.9O3在重取向过程中表现出自旋反转特性。该研究为今后尾旋的精确控制奠定了理论基础。
2022-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Far infrared properties of the rare-earth scandate DyScO3
我们目前的反射率测量在红外区域的单晶稀土钪酸盐DyScO 3。在室温和10 K之间进行的测量可以确定从未进行过实验研究的红外活性声子的频率，并获得有关其温度依赖性的信息。与从头计算得到的声子峰值频率的比较也被提供。我们最后报告的详细数据DyScO 3的复折射率的频率依赖性在太赫兹区域，这是很重要的太赫兹测量薄膜上沉积DyScO 3的分析。
2010-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Effects of mixed rare earth occupancy on the low temperature properties of (R, R',R''...)Ni2Ge2 single crystals
对34个（R，R '，R“.）单晶样品的温度和外加磁场相关磁化强度进行了测量。制备Ni 2Ge 2化合物（R、R ′、R ″等主要是Gd-Lu、Y）。这些测量结果表明，尽管极端的本地矩各向异性，平均德热内参数是一个非常好的预测顺磁性反铁磁有序温度。此外，显着的变磁相变中看到的低温相的TbNi 2Ge 2被发现是非常强大的高取代水平的Gd和25%的其他重稀土的替代。
2006-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Calculated Curie temperatures for rare-earth permanent magnets: ab initio inspection on localized magnetic moments in d-electron ferromagnetism
本文给出了稀土永磁体主相化合物居里温度的计算数据。我们采用从头计算电子结构的巡回铁磁性和有限温度磁性的有效自旋模型。居里温度的基础上得出的经典海森堡模型映射通过列支敦士登的公式为原子对明智的交换耦合。相对于R2 Fe 14 B的居里温度计算的稀土元素的物种的相对趋势与实验趋势一致。在文献中发现的计算和实验数据之间的定量比较点施加限制的有效范围内的有效自旋模型的有效范围的交换耦合。
2020-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Instability of some divalent rare earth ions and photochromic effect
结果表明，在碱土金属氟化物中立方晶位的二价稀土离子（La，Ce，Gd，Tb，Lu和Y）的d1（eg）基态位于导带内，这与这些离子在各种化合物中的一般趋势是一致的。导带中双简并d1（eg）能级的局部化在二价稀土离子周围产生构型不稳定性，导致在最近的邻域中形成阴离子空位，如先前的论文[Journal of Physics and Chemistry of Solids 74（2013）530-534]中所报道的。因此，在X射线照射期间，CaF 2和SrF 2晶体中稳定的二价离子如La、Ce、Gd、Tb、Lu和Y（PC+中心）的形成通过在二价离子（Re 2 +va）附近形成带电阴离子空位而发生，这降低了二价离子相对于导电带的基态。光致变色效应发生在热或光刺激下，电子从二价稀土离子跃迁到邻近的阴离子空位，在紫外光照射下发生反转。
2015-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and universal magnetocaloric behavior of rare-earth substituted DyFe0.5Cr0.5O3
本文报道了稀土元素（R=Gd，Er和La）部分取代Dy位对混合金属氧化物DyFe_（0.5）Cr_（0.5）O_3的磁性能和磁热性能的影响。结构研究表明，稀土元素部分取代Dy位对晶体结构的影响很小。磁性和热容量的研究表明，在121 K附近观察到的DyFe0.5Cr0.5O3的磁性转变保持不变，稀土替代，而较低的磁性转变温度被抑制/增强磁性/非磁性替代。在所有这些化合物中，二级性质的磁性转变证实了由Arrott图。与DyFe_（0.5）Cr_（0.5）O_3相比，磁性稀土替代使磁熵变和相对冷却功率增大，而非磁性稀土替代使磁熵变和相对冷却功率减小。在所有这些化合物中，磁熵变遵循磁场的幂律依赖性和指数n的值指示在反铁磁状态下的铁磁关联的存在。一个唯象的通用主曲线也构造了所有的化合物通过归一化的熵变与重新标度的温度使用一个单一的参考温度。该主曲线还重申了这种混合金属氧化物中磁性相变的二级性质。
2017-12-18 cond-mat.mtrl-sci
A Methodological Study on Data Representation for Machine Learning Modelling of Thermal Conductivity of Rare-Earth Oxides
本研究比较了传统描述符与图神经网络（CGCNN）在稀土氧化物热导率建模中的表现，发现CGCNN显著优于RF和GP模型，展示了图表示在QSAR中的潜力。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic exchange interaction between rare-earth and Mn ions in multiferroic hexagonal manganites
用远红外光谱研究了多铁性六方锰酸盐HoMnO_3的磁动力学。HoMnO3的低温磁激发谱由晶场分裂J=8流形内Ho离子的磁偶极跃迁和Mn离子的三角反铁磁共振组成。我们确定了Ho离子基态的有效自旋哈密顿量。Mn反铁磁共振的磁场分裂使我们能够测量稀土和Mn离子之间的磁交换耦合。
2008-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial rare-earth doped complex oxide thin films for infrared applications
本文报道了采用脉冲激光沉积法制备高质量Tm掺杂CaZrO$_3$外延薄膜，通过结构和化学表征探究其结晶度与掺杂行为，低温光致发光测量证实其在1.75-2 μm短波红外范围内具有尖锐辐射跃迁，适用于红外光电子和量子存储应用。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Gate Stack Dielectric Degradation of Rare-Earth Oxides Grown on High Mobility Ge Substrates
我们报告的介电性能退化的稀土氧化物（REO），当用作界面缓冲层连同HfO 2高k膜（REO/HfO 2）的高迁移率Ge衬底。具有这些堆叠的金属氧化物半导体（MOS）器件在不同水平的恒定电压应力（CVS）条件下显示出不同的电荷捕获现象，这也影响界面（Nit）和边界（NBT）陷阱的测量密度。在本研究中，我们还报告了与Nit和NBT有关的C-Vg滞后曲线。我们还提出了一个新的模型，Maxwell-Wagner不稳定性机制的基础上，解释了从低到更高的CVS偏压下的高迁移率衬底上生长的栅堆叠器件的介电退化（电流衰减瞬态行为），这是不同于那些用于其他MOS器件。最后，随时间变化的相应器件的退化揭示了由于弛豫的初始电流衰减，随后是电荷捕获和应力诱导的泄漏，最终导致硬击穿后长CVS应力的产生。
2012-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.soc-ph
The origin of increase of damping in transition metals with rare earth impurities
在低浓度范围内讨论了过渡金属中稀土杂质的阻尼效应。结果表明，阻尼的增加主要是由于稀土杂质和导电$p$ -电子的轨道矩的耦合。结果表明，需要一个巡回图片的主机过渡离子再现所观察到的阻尼稀土的总角动量的依赖关系。
2006-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic phase diagram of rare-earth orthorhombic perovskite oxides
自旋重取向和磁化反转是稀土斜方镁铁榴石（$RM$ O $_{3}$ 's）的两个重要特征，引起了人们的广泛关注，但其确切的微观起源一直没有得到研究者的证实。在这里，使用密度泛函理论和经典的原子自旋动力学，我们建立了一个通用的海森堡磁性模型，允许探索整个相图的铬铁矿和铁氧体化合物，并仔细检查负责自旋重新取向和磁化反转的微观机制。我们表明，磁化反转转变的发生取决于稀土和过渡金属原子之间的相互作用的相对强度和符号：超交换和Dzyaloshinsky-Moriya。我们还得出结论，所谓的$Γ_4$和$Γ_2$阶段之间存在一个平滑的自旋重取向过渡，通过共存区域，以及它发生的温度范围，取决于微妙的平衡金属-金属（超交换和Dzyaloshinsky-Moriya）和金属-稀土（Dzyaloshinsky-Moriya）耦合。特别是，我们表明，中间共存区的发生，因为自旋子晶格以不同的速率旋转。
2021-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A periodic equation-of-motion coupled-cluster implementation applied to $F$-centers in alkaline earth oxides
我们提出了一种利用周期性边界条件和平面波基组的运动方程耦合团簇单双理论（EOM-CCSD）。我们的EOM-CCSD理论的实施适用于研究$F$中心在碱土金属氧化物采用周期性超原胞的方法。探讨了MgO、CaO和SrO晶体中性色心电子激发能的收敛性与轨道基组和系统尺寸的关系。我们讨论的外推技术，近似激发能在完整的基组限制和减少有限尺寸的错误。我们的研究结果表明，EOM-CCSD理论可以预测的$F$中心的光吸收能与实验符合得很好。此外，我们讨论了计算的发射能量对应的衰变从三重态到单重态，负责的光致发光性能。我们的研究结果进行了比较，在文献中的实验和理论结果。
2020-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Modeling of heterojunction photovoltaic cells based on ZnO nanowires array and earth-abundant cuprous oxide absorbers
作为一种潜在的解决方案，低成本的高效太阳能电池，径向结组成的ZnO纳米线阵列嵌入在Cu 2 O薄膜已被理论建模。已经进行了计算以探索这种基于线的太阳能电池的性能的几何依赖性。通过适当地设置材料特性和电池尺寸，在少子扩散长度为2 μm的材料中，可以获得19.7%的合理的功率转换效率。还研究了体、界面和接触相关状态对太阳能电池性能的不利影响，从中提取了一系列材料的效率在~22%和~12%之间，从最佳到严重劣质。研究结果表明，合理的器件设计在实现高效的Cu 2 O/ZnO线径向结太阳能电池中起着至关重要的作用。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
