Trends in pressure-induced layer-selective half-collapsed tetragonal phases in the iron-based superconductor family $Ae{}A$Fe$_4$As$_4$
通过对铁基超导体$Ae{}A$ Fe $_4$ As $_4$（$Ae$ = Ca，Sr，Ba，$A$ = K，Rb，Cs）的密度泛函理论进行压力模拟，我们预测在这些系统中，在压力$P_{c_1}$和$P_{c_2}$下会出现两个连续的半塌陷四元跃迁，它们对电子结构的影响具有不同的性质.我们发现，类似于以前的研究CaKFe $_4$作为$_4$，自旋涡旋磁波动的Fe亚晶格在零压力下的准确的结构预测中发挥了关键作用。我们确定了明确的趋势的临界压力，并讨论了相关的崩溃阶段连接到磁性和超导性。最后，在半塌陷相的背景下，讨论了EuRbFe $_4$ As $_4$和EuCsFe $_4$ As $_4$的有趣情况，其中Eu磁性与超导性共存。
2018-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Oxygen vacancies at the origin of pinned moments in oxide interfaces: the example of tetragonal CuO/SrTiO$_3$
获得一个准确的理论描述的涌现现象在氧化物异质结构是一个重大的挑战。最近，通过X射线磁性圆二色性测量，在四元CuO/SrTiO $_3$异质结构的Cu $L_{2,3}$ -边发现了有趣的顺磁自旋和钉扎轨道矩.使用第一性原理计算，我们提出了一个方案，解释了这两种类型的时刻，基于在TiO $_2$界面层中形成的氧空位。我们表明，在界面CuO层中出现了顺磁2D电子气。它在Ti $L_{2,3}$边缘是不可见的，因为Ti原子的价态保持不变。强烈的结构扭曲打破了本地和全球的四重旋转$C_4$对称性在界面导致面内钉扎的Cu轨道时刻接近的空缺。我们的研究结果，特别是钉扎的轨道矩，可能会影响其他系统，特别是一氧化物/二氧化物界面类似的金属-氧键长和弱自旋轨道耦合。
2022-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A first-principles study of helium storage in oxides and at oxide--iron interfaces
基于传统和混合交换相关泛函的密度泛函理论计算已经被用来研究氦在各种氧化物（Al 2 O3、TiO 2、Y2 O3、YAP、YAG、YAM、MgO、CaO、BaO、SrO）中以及在氧化物-铁界面处的性质。在大块氧化物中的氦替代物被证明在能量上比替代氦更有利，但氦与现有空位结合。He在氧化物中的溶解度系统地高于在铁中的溶解度，并且在间隙位点处的自由体积几乎与氧化物的化学组成无关。在大多数氧化物中，他的迁移速度明显较慢，他-他的结合力比铁弱得多。为了量化氦在氧化物-铁界面处的溶解度，考虑两个原型系统（Fe| MgO、Fe |FeO| MgO）。在这两种情况下，他的溶解度显着增强的界面相比，任何一个体相。计算的结果允许构建一个示意性的能量景观的氦在铁中。这些结果的影响进行了讨论的背景下，氦封存在氧化物弥散强化钢，包括界面和晶格应变的影响。
2012-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic structure of nanoscale iron oxide particles measured by scanning tunneling and photoelectron spectroscopies
利用扫描隧道显微镜（STM）、扫描隧道电子能谱（STS）和光电子能谱学研究了纳米氧化铁的电子结构。通过热处理含有氧化铁自组装核的铁蛋白分子来产生纳米颗粒。根据热处理，我们能够制备不同相的氧化铁纳米颗粒，类似于γ-Fe 2 O3、α-Fe 2 O3，以及显然含有γ-Fe 2 O3和α-Fe 2 O3的相。这些材料的电子结构的变化进行了研究还原条件下。我们表明，表面的电子激发光谱的带隙可以不同于散装材料，并占主导地位的表面效应。
2005-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling in iron
用从头计算自旋螺旋方法研究了α-和γ-Fe中的交换相互作用。我们已经进行了总能量计算不同的磁结构作为晶格畸变的函数，与各种细胞体积和贝恩tetraquintiles变形。γ-Fe中的有效交换参数对晶格畸变非常敏感，导致铁磁基态为四方晶格畸变或体积晶胞增大。与此同时，总能量中与磁结构无关的部分随着四轴形变的变化非常缓慢。计算结果表明，Fe的晶体结构和磁性结构具有很强的相互依赖性，并解释了γ-Fe的热膨胀系数的“反因瓦”行为。
2011-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Hydrostatic and uniaxial pressure tuning of iron-based superconductors: Insights into superconductivity, magnetism, nematicity and collapsed tetragonal transitions
铁基超导体以其有趣的相图而闻名，该相图显示了电子，磁性和结构自由度的复杂相互作用。在观察到的相变中有超导、磁性和几种类型的结构转变，包括四边形到正交晶系和四边形-四边形转变。特别地，广泛观察到的四方晶到斜方晶的转变被认为是与晶格耦合的电子有序的结果，因此被称为四方晶转变。因此，向列性是这些材料的一个突出特征，这表明了电子和晶格性质耦合的重要性。相应地，这些系统特别容易通过压力（流体静力学、单轴或某种组合）进行调谐。我们审查的努力，以探测压力调谐铁基超导体的相图，强烈关注我们自己最近的见解，这类材料的几个成员在静水压力下的相图。这些研究FeSe，Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$，Ca（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$和CaK（Fe $_{1-x}$ Ni $_x$）$_4$ As $_4$，在很大程度上，由于在不同压力环境下使用的测量方法的进步而成为可能。我们指出了这些工具的潜在影响更广泛的类强关联电子系统的研究。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure and chemical bonding in novel tetragonal phase Ca10(Pt4As8)(Fe2As2)5 as a parent material for the new family of high-TC iron-pnictide superconductors
通过第一性原理计算，对最近发现的四氢呋喃（s.g. P4/n; 85号）超导相Ca_（10）（Pt_4As_8）（Fe_2As_2）_5的结构参数、电子能带、态密度和原子间成键图像，并与相关的层状铁基超导材料进行了比较。结果表明：（i）Ca_（10）（Pt_4As_8）（Fe_2As_2）_5是类金属的，费米能级附近窗口的电子带主要由（Fe_2As_2）_5块的Fe 3d态形成;（ii）（Pt_4As_8）块在费米能级处表现为具有很低态密度的半金属;（iii）近费米带具有“混合”特征：同时与准平带，一系列的高色散带相交的费米能级被发现;（iv）在Ca 10（Pt 4As 8）（Fe 2As 2）5的化学键是非常复杂的，包括共价，金属和离子的原子间和块间相互作用的各向异性混合物。
2011-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structure and motifs of iron oxides from 1 to 3 TPa
氧化铁是行星形成物质的基本成分。了解Fe-O系统在高压下的行为和性质可以帮助我们识别许多新的相和状态可能在系外行星内部，特别是地球的。使用自适应遗传算法（AGA），我们调查的铁氧化物的结构，为广泛的化学计量比（$0.25\leq x_O \leq 0.8$）在1，2，和3 TPa。确定了五种未报道的基态结构，其组成为Fe $_2$ O、FeO、Fe $_3$ O $_5$、FeO $_2$和FeO $_4$。计算的态密度（DOS）表明，除了FeO $_4$，所有的相是金属的，但它们的载流子密度随压力和氧含量的增加而降低。稳定相和亚稳相的簇排列分析表明，几个图案可能共存于低O含量的铁氧化物的结构。相比之下，大多数具有高O含量的铁氧化物在TPa压力下采用简单的BCC基序。我们的研究结果提供了一个铁氧化物的晶体结构数据库，用于建模和了解系外行星的内部。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of hexagonal iron flakes with a hexagonal structure on the sublayer of copper oxides
提出通过玻璃基底上溅射铜、退火形成氧化铜亚层再溅射铁的方法制备hcp六方铁薄片，并结合XRD、磁性和DFT验证其结构。
2024-12-02 cond-mat.mtrl-sci
The fate of water in hydrogen-based iron oxide reduction
气固反应是许多催化和氧化还原过程的基石，这些过程将支撑能源和可持续性转型。氢基氧化铁还原的具体案例是使全球钢铁行业实现无化石能源的基础，这是一个重要目标，因为铁生产是最大的单一工业二氧化碳排放源。我们对气固反应的认识不仅受到最先进技术的限制，这些技术可以深入研究反应固体的结构和化学细节，而且我们仍然错过了一个重要的反应伙伴，它定义了气相反应的热力学和动力学：气体分子。本文利用低温原子探针层析成像技术的最新进展，研究了700°C下氘气直接还原氧化铁时，铁-氧化铁界面上气相重水的准原位演化过程。这一发现为氢基还原FeO过程中形成的水的形成动力学和位置提供了新的见解，以及它与正在进行的氧化还原反应的相互作用。
2023-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Resolving room temperature microscale fracture and plasticity of iron oxides along the cascade of iron ore reduction via nanoindentation and microcantilever bending
Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
本研究利用纳米压痕和微悬臂梁断裂测试，表征了赤铁矿、磁铁矿和方铁矿在室温下的塑性及断裂行为，获得了硬度、弹性模量和断裂韧性等力学性能，为氢基直接还原过程中的断裂和磨损预测提供了材料模型参数。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical properties of thermal oxide scales on pure iron in liquid lead-bismuth eutectic
利用电化学阻抗谱研究了200 ℃时预氧化铁在液态铅铋共晶（LBE）中的阻抗行为。比较了铁在空气中氧化不同温度和时间后所生长的氧化物的结构和电阻。结果表明，氧化温度越高，氧化膜的电阻越大，这是由于氧化膜的氧化皮越厚，缺陷越少。在相同温度（600 oC）下，延长氧化时间也可以降低氧化膜中的缺陷浓度，提高LBE中氧化膜的阻抗。
2020-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dendritic Oxide Growth in Zero-Valent Iron Nanofilms Revealed by Atom Probe Tomography
零价铁（Fe（0）或ZVI）的化学纯纳米膜及其热氧化物纳米覆盖层的原子探针断层扫描（APT）分析揭示了从氧化物纳米覆盖层表面延伸到ZVI本体中的树枝状氧化铁特征的存在。通过APT观察到的枝晶在5 nm x 10 nm的尺寸范围内，并且在自然大气条件下快速形成。在我们为期三个月的研究范围内，它们生长到ZVI lalyer中是自限性的（即，它们的初始生长似乎很快停止）。本文提出的原子论观点首次揭示了含Fe（0）的工程纳米结构及其表面在低体积杂质限制下的大气腐蚀过程。新确定的氧化的铁枝晶的可能作用也进行了讨论的背景下，钝化过程限制技术应用的Fe（0）。
2018-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Development of an Atomic Cluster Expansion potential for iron and its oxides
Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulations, Ruhr Universität Bochum（波鸿鲁尔大学跨学科高级材料模拟中心）
本文提出基于原子簇展开的机器学习势，用于建模铁氧系统，考虑磁性，验证其在铁及其氧化物的热力学描述中的能力。
2024-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterisation of Iron Oxide Nanoparticles with Tunable Sizes by Hydrothermal Method
本研究考察了不同反应时间对氧化铁纳米颗粒的结晶度、表面形貌和尺寸的影响。在该合成体系中，以Fe（NO $_3$）$_3\cdot9$ H $_2$ O九水合物为铁源，三乙胺为沉淀剂和碱性试剂。通过X射线衍射（XRD）、Rietveld分析、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对合成的氧化铁纳米颗粒进行了表征。延长的反应时间表明纳米颗粒形状从细长的纳米棒到最终扭曲的纳米立方体的变化。对纳米氧化铁的结晶度分析表明，样品主要由针铁矿（$α$ -FeOOH）和赤铁矿（$(α$ -Fe $_2$ O $_3$）两相组成.
2021-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Structure and magnetism in ultrathin iron oxides characterized by low energy electron microscopy
我们已经在钌上生长了几个原子层厚的氧化铁外延膜。我们用低能电子显微镜表征生长。使用选区衍射和强度与电压谱，我们检测到两个不同的阶段，这是分配给浮氏体和磁铁矿。自旋极化低能电子显微镜显示磁畴图案的磁铁矿相在室温下。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Polarized neutron reflectometry study from iron oxide nanoparticles monolayer
我们报告的极化中子反射率调查单层磁性氧化铁纳米粒子组装的朗缪尔-舍费尔方法。在固体衬底上沉积后，在外部磁场中进行极化中子反射测量。通过精确拟合得到了镀层的厚度、密度、粗糙度和深度分辨磁化强度分布。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
X-ray absorption spectroscopy characterization of iron-oxide nanoparticles synthesized by high temperature plasma processing
采用高温电弧等离子体法，在不同的等离子体电流下合成了氧化铁纳米粒子，并对其结构、形貌和局域原子有序性进行了表征。Fe的K边X射线吸收谱揭示了不同等离子体电流下生长的样品的不同的局部结构。我们已经表明，局部无序是较高的等离子体电流生长的样品，也有一个较大的平均颗粒尺寸。研究结果为控制高温等离子体合成纳米颗粒的结构和形态特性提供了有用的信息。
2014-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of novel rare earth - iron oxide chalcogenides with the La2Fe2O3Se2 structure
我们寻找新的稀土和Fe，Co，Ni和Zn的氧化物硫属化物，结果制备了两种新的化合物Ce 2Fe 2 O3 S2和Pr 2Fe 2 O3 S2，它们与La 2Fe 2 O3 Se 2和Sm 2 Ti 2 O3 Sb 2是同构的。用X射线粉末衍射法测定了新化合物Ce_2Fe_2O_3S_2和Pr_2Fe_2O_3S_2的晶体结构。磁性测量进行Ce 2Fe 2 O3 S2和揭示的行为非常相似的同构氧化物硫属元素化物的铁和pnictides的钛。特别是，在4K以下没有观察到超导性。讨论了决定La_2Fe_2O_3Se_2结构类型稳定性的晶体化学因素。
2011-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Templated self-assembly of iron oxide nanoparticles
我们报告自组装铁氧化物纳米粒子薄膜在硅衬底上。除了均匀组装的层，我们制作了40-1000 nm宽的图案化的沟槽，使用电子束光刻辅助自组装的调查。通过在油酸存在下在三辛胺中热分解油酸铁络合物来合成直径为20 nm +/-7%的纳米颗粒。样品具有不同的轨道宽度和纳米颗粒浓度，其特征在于通过扫描电子显微镜和超导量子干涉装置磁力仪。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth and electronic and magnetic structure of iron oxide films on Pt(111)
通过铁的反应沉积或金属铁单层的氧化，在Pt（111）单晶上生长超薄（111）取向的极性铁氧化物薄膜。这些薄膜，其特征在于使用低能电子衍射，扫描隧道显微镜和转换电子穆斯堡尔谱。Fe的反应性沉积导致Fe3O4的岛状生长，其中块体材料的电子和磁性被调制的超顺磁性尺寸效应的厚度小于2 nm，揭示特定的表面和界面特征。相比之下，氧化物薄膜与FeO的化学计量，这可以稳定的厚度为4纳米，在特殊的制备条件下，具有电子和磁性，是非常不同的，从他们的本体对应物，wüstite。不寻常的长程磁序出现在室温下的厚度为3至10个单层，其外观需要从岩盐结构严重的结构修改。
2011-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependent magnetic properties of iron oxide - polyaniline nanoclusters
采用溶胶-凝胶法制备了γ-氧化铁纳米复合材料，并与不同苯胺浓度的聚苯胺进行了复合。TEM显示，在较低的聚苯胺浓度的链状结构的存在。室温下的磁滞曲线显示有限的磁化强度为160 Oe的所有复合材料，而饱和磁化强度被发现随着聚合物含量的增加而降低。ZFC-FC磁化强度测量表明高的阻断温度。我们相信这表明了一个强相互作用的系统，这也被我们的TEM结果所证实。在偶极和交换相互作用的随机各向异性模型上进行的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合得很好。
2004-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Bias Effects in Iron Oxide-Based Nanoparticle Systems
在纳米尺度上对交换偏置的探索为改善磁性纳米粒子的各向异性性质提供了一种新的途径，在纳米自旋电子学和纳米医学领域具有广阔的应用前景。然而，EB的物理起源并不完全清楚。化学合成的最新进展提供了一个独特的机会，探索EB在各种铁氧化物为基础的纳米结构，从核/壳到中空和混合复合纳米粒子。实验和原子蒙特卡罗研究揭示了这些纳米系统中的界面和表面自旋的作用。这篇综述论文旨在提供对基于氧化铁的纳米颗粒系统中的EB和相关现象的透彻理解，这方面的知识对于调整交换耦合纳米颗粒系统的各向异性磁性能以用于潜在应用至关重要。
2016-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure map for face-centered tetragonal iron: appearance of a new collinear spin structure
利用密度泛函理论研究了面心立方（fcc）和四面体（fct）铁的大量磁组态随晶体结构参数的变化。磁重取向能$Δ{E}^i_\text{reor}$定义了磁结构的稳定性，它是$i$组态的总能量与面心立方铁磁态的总能量之差。将簇扩展技术应用于多个卷，为每个卷导出超过90.000个共线自旋结构的$Δ{E}_\text{reor}$。根据由每个原子的体积和畸变的$c/a$比率定义的二维网格，具有有希望的低$Δ{E}_\text{reor}$的各种结构被四边形畸变。在该网格上的每个点处，将所有共线结构的$ΔE_\text{reor}$与针对传播方向网格计算的非共线自旋螺旋（SS）的结果进行比较。所有研究的自旋结构的最低的$Δ{E}_\text{reor}$然后定义由每个原子的体积和$c/a$比率跨越的磁结构图。确定了三个局部最小值，并在传播矢量的细网格上计算每个最小值的SS。对于10.6 μ $^3$的每原子体积和$0.94 \le c/a \le 1.01$的畸变范围，我们发现了一种新的，令人惊讶的简单的共线自旋结构，每个fct晶胞中有四个原子是最稳定的。这种结构被称为AFM/NM，因为它由两个具有反铁磁有序局域矩$\pm 1.8 μ_\text{B}$的原子和两个局域矩为零的双原子组成。新发现的AFM/NM结构似乎解释了各种令人困惑的实验结果。
2013-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Tunable polymorphism of epitaxial iron oxides in the four-in-one ferroic-on-GaN system with magnetically ordered α-, γ-, ε-Fe2O3 and Fe3O4 layers
半导体材料和磁性材料的杂化被认为是潜在的适用于新型功能自旋电子器件的设计。本文报道了四种磁性有序氧化铁相（Fe_3 O_4，γ-Fe_2 O_3，α-Fe_2 O_3和最奇异的亚稳ε-Fe_2 O_3）在GAN（0001）表面以纳米尺度单晶膜的形式外延稳定化。在广泛用于电子器件制造的GAN半导体衬底上，在相同的单靶激光MBE技术工艺中，证明了多达四种明显不同的氧化铁相的外延生长。所讨论的铁氧化物属于一类简单的磁性材料，具有丰富的物理性质，包括Fe_3O_4和α-Fe_2O_3的Verwey和Morin相变以及介稳硬磁ε-Fe_2O_3铁氧体的多铁性。从基本观点来看，外延生长过程中特定相的成核背后的物理原因值得关注。本研究的实际方面是利用铁氧化物的可调多态性，用于创建可用于新型自旋电子器件的铁-半导体异质结构。本文采用多种实验技术，对GAN上单相氧化铁外延膜的表面形貌、晶体结构、电学和磁学性质进行了研究。一个全面的比较已经取得了相同的铁氧体材料的性能，在散装和纳米结构的形式由其他研究小组报告。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the wettability of liquid iron on refractory oxides with sessile drop technique and density-functional derived Hamaker constants
本文结合密度泛函理论和Casimir-Lifshitz色散力计算Hamaker常数，研究液态铁在多种难熔氧化物上的润湿性，并通过实验验证理论模型，为优化冶金工艺提供基础理解。
2025-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamical calculations of infinite layer iron oxides SrFeO2 and CaFeO2
我们报告了新发现的无限层铁氧化物SrFeO2和CaFeO2的广泛的晶格动力学计算。对于SrFeO2，原子间势的参数已被确定，以重现使用从头计算报告的带中心声子频率。此外，我们已经扩展了潜在的CaFeO2的计算模型。势参数被发现是可转移的两种化合物之间，并被用来计算在整个布里渊区的声子谱和这些化合物的一些热力学性质。计算结果与原子结构、热膨胀和均方振幅的实验数据吻合较好。
2008-07-04 cond-mat.mtrl-sci
The effects of aggregation and protein corona on the cellular internalization of iron oxide nanoparticles
工程无机纳米粒子是纳米技术发展的重要组成部分。对于纳米医学中的应用，颗粒需要被功能化以确保在生物流体中的良好溶解。然而，在许多情况下，功能化是不够的：颗粒要么被血清蛋白质的冠状包被，要么从溶剂中沉淀出来。在本论文中，我们表明，通过改变涂层的氧化铁纳米粒子从低分子量的配体（柠檬酸根离子）的小羧基化的聚合物（聚（丙烯酸）），分散体的胶体稳定性得到改善和吸附/内化的铁对活的哺乳动物细胞的深刻影响。柠檬酸盐包被的颗粒显示出在所有测试的基于胎牛血清的生理条件下不稳定，而聚合物包被的颗粒表现出突出的稳定性以及缺乏蛋白质冠的结构。通过透射电子显微镜和流式细胞术研究了纳米颗粒与人淋巴母细胞样细胞之间的相互作用。两种类型的纳米颗粒/细胞相互作用被加下划线。氧化铁被发现吸附在细胞膜上，或内化到膜结合的内吞隔室。对于沉淀的柠檬酸盐涂层颗粒，相互作用的动力学揭示了大量和快速吸附的氧化铁细胞表面上。根据细胞计数数据对吸附铁和内化铁之间的分配进行定量。结果突出了弹性吸附纳米材料在细胞质膜的重要性。
2011-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Total scattering descriptions of local and cooperative distortions in the oxide spinel (Mg,Cu)Cr2O4 with dilute Jahn-Teller ions
正常尖晶石氧化物MgCr_2O_4在室温下为立方晶系，而正常尖晶石CuCr_2O_4由于Cu ~（2+）在四面体位置上的Jahn-Teller性质而为四面体晶系。尽管不同的端员结构，完全固溶体的Mg_{1-x} Cu_xCr_2O_4可以制备显示一级结构转变与组成x = 0.43在室温下。在300 K和15 K之间获得的数据与x = 0.10，0.20和0.43的样品上的总中子散射的反向蒙特卡罗分析提供了无偏的本地和平均结构的样品的描述，包括从本地的Jahn-Teller扭曲在立方相的过渡到合作的扭曲，导致在tetraxylene结构的理解。连续对称性测度的分布有助于理解和区分固溶体中四面体位置周围的畸变配位和非畸变配位。在300 K附近，在具有稀Cu ~（2+）浓度的样品和具有四方-立方相共存的样品的场冷磁滞回线中观察到磁交换偏置。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Correlating Chemical Reaction and Mass Transport in Hydrogen-based Direct Reduction of Iron Oxide
本研究通过原位X射线散射与显微成像，直接测量10纳米磁铁矿颗粒在H2还原中FeO生成/消耗与团聚的关联，揭示初始反应各向异性及烧结后各向同性，为多尺度铁矿石还原模型提供关键实验依据。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of oxide scale and its components in the range from 0 C to 1300 C: Generalized estimates with account for movability of phase transitions
系统整理了不同作者关于浮氏体Fe_（1-x）O、磁铁矿Fe_3O_4、赤铁矿Fe_2O_3和纯铁热导率的数据。广义值描述分段光滑函数包含作为变化的参数的温度的magnetiv和多晶型（铁）转换以及热力学稳定性边界（方铁矿）。在多态变换的热导率函数的有限中断设想，在othet临界点，只有其温度导数的中断是可以接受的。提出的公式有两种形式：允许改变临界温度值的一般形式和对应于其基本值的特殊形式：浮氏体的热力学稳定性边界-570 ℃，磁铁矿的居里点-575 ℃，赤铁矿的居里点-677 ℃，铁的居里点-770 ℃和铁的多晶型转变温度-912 ℃。为了从整体上计算氧化皮的导热系数，建议将金属铁和铁氧化物复合基体分别考虑。使用所提出的公式进行的模型计算表明，氧化皮（无孔）的真实热导率取决于温度，在不存在金属铁的情况下可能为3至6 W/（m K），如果在浮氏体的共析衰变中释放游离铁，则可能高达15 W/（m K）。考虑到氧化皮的真实孔隙率，氧化皮的有效热导率可能会低15 - 35%。所获得的依赖关系推荐用于在其表面上存在氧化皮的情况下钢产品的生产和加工的数学模拟。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Layered Iron Oxide on Frustrated Geometry: Electric Polarization, Magnetoelectric Effect and Orbital State
层状铁氧化物\rfeo（$R$：稀土元素）是具有电荷序（CO）驱动的电极化的强度和由自旋-电荷耦合引起的磁电效应的奇异介电材料。本文提出了\rfeo的电子结构和介电性质的理论。成对三角晶格中的电荷挫折允许没有反转对称性的电荷不平衡。自旋挫折诱导加强这种极性CO的磁有序。我们还分析了一个轨道模型的Fe离子，不显示一个传统的长程序。
2007-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polymer-Iron Oxide Hybrid Films for Controlling Electrokinetic Properties
Stony Brook University（石溪大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本文提出一种液相浸渍法合成聚合物-金属氧化物混合膜，通过控制界面性质实现电渗性能调控，为开发先进膜材料和电渗装置提供新思路。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Domain Control by Adjusting Anisotropic Stress in Pyrochlore Oxide Cd2Re2O7
5 d烧绿石型氧化物Cd2Re2O7表现出从立方烧绿石结构（I相）到无反转对称性的四方晶系结构（II相）和另一种非中心对称四方晶系结构（III相）的连续相变。这两个低温相的特征可能是由自旋轨道耦合金属的费米液体不稳定性引起的奇宇称多极序。为了控制由转变产生的四畴，并获得用于测量各向异性性质的单畴晶体，我们制备了具有（0 0 1）表面的单晶，并沿平面施加双轴和单轴应力。偏振光学显微镜观察显示，诱导约0.05%的小应变可以在低温下以可逆方式翻转孪晶畴，这证明了四方形变在Ts 2处在第II相的c > a和第III相的c < a之间切换。在单轴应力下使用单畴晶体的电阻率测量表明，各向异性在Ts2附近最大，并在Ts2上翻转：对于第II（III）相，在Ts2附近，沿c轴的电阻率比沿a轴的电阻率大（小）约25%。这些大的各向异性可能源于自旋相关的散射在自旋分裂费米表面的簇电环形四极相的Cd2Re2O7。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale mechanisms for magnetostriction in CoFe$_2$O$_4$ and La$_{0.5}$Sr$_{0.5}$CoO$_3$ oxides determined by differential x-ray absorption spectroscopy
用微分扩展X射线吸收精细结构谱（DiffEXAFS）研究了CoFe $_2$ O $_4$和La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO $_3$多晶样品中与磁致伸缩效应有关的原子环境。我们证明，钴原子在八面体网站负责他们的磁致伸缩。DiffEXAFS数据的分析表明，在这两种氧化物中，Co原子的局域磁致伸缩应变是反向的，与宏观磁致伸缩一致。对于CoFe $_2$ O $_4$尖晶石，已经确定了CoO $_6$八面体沿（100）方向的大的负应变，导致四元收缩，与La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO $_3$钙钛矿形成对比，其中发现了沿（100）方向的正的中等应变，导致四元膨胀。不同的本地网站的磁致伸缩理解的Co原子的两种氧化物的不同的价态和自旋状态。宏观磁致伸缩可以用体积的相对变化来解释，当Co位的四方轴在外加磁场下重新取向时，CoFe $_2$ O $_4$的收缩或La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO $_3$的膨胀。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
New ultrasmall iron-oxide nanoparticles with high magnetisation as potential T1-MRI contrast agents for Molecular Imaging
在这里，我们报告的合成非常小的γ-Fe 2 O3纳米粒子（5 nm）呈现非常窄的粒度分布和非常高的饱和磁化强度。合成已在有机介质中进行，随后转移到生理pH的水溶液中。溶剂交换后，结构和磁性保持不变。核磁共振弛豫测量显示这些颗粒作为磁共振分子成像的特异性报告者的潜力。
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Spectra in the Parent Superconducting Iron-tuned Telluride Fe$_{1+x}$Te from Inelastic Neutron Scattering and Ab Initio Calculations
本文报道了用中子飞行时间技术测量两种不同x含量（x $\leq$ 0.11）的铁调硫族化合物Fe $_{1+x}$ Te的声子谱的非弹性中子散射结果。热中子能谱法可以在2、40和120 K的扩展Q范围内收集低温斯托克斯能谱，因此涵盖了磁性单斜相和顺磁四斜相。而冷中子允许在140、220和300 K测量高分辨率的反斯托克斯光谱，从而覆盖四氢呋喃相。我们的研究结果证明了自旋-声子耦合行为对所观察到的明显的温度依赖性变化的斯托克斯光谱在整个过渡温度。在另一方面，反斯托克斯光谱揭示了一个明显的硬化的低能量，声学区域，声子谱，加热时，表示一个强大的非谐性和微妙的依赖声子的结构演化内的tetraquinone相。实验结果是伴随着从头计算的声子谱的tetrahn-stokes化学计量相的高分辨率的反斯托克斯光谱的比较。计算包括不同的密度泛函方法。自旋极化和范德华相互作用，被考虑或忽略，单独或相伴，以研究它们各自对晶格动力学描述的影响。我们的研究结果表明，包括范德华相互作用对声子动力学只有轻微的影响，但是，声子谱更好地描述时，自旋极化，在合作的方式与范德华相互作用。
2017-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effects in hollow and solid iron oxide nanoparticles
我们报道了空心和实心磁赤铁矿纳米颗粒的各向异性能的压力响应的研究。磁赤铁矿样品之间的差异是根据颗粒的大小，磁各向异性和形状来理解的。特别地，中空和固体样品之间的差异是由于纳米颗粒的不同形状，并且通过比较两种压力响应，可以得出结论，当与核相比时，壳具有更大的压力响应。
2013-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning assisted phase and size-controlled synthesis of iron oxides
本研究利用随机森林等四种机器学习算法预测铁氧化物的相和尺寸，并开发参数推荐算法，实现了从试错合成向数据驱动的可控合成转变。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Microwave-Assisted Synthesis of Dextran-Coated Iron Oxide Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging
目前，磁性氧化铁纳米颗粒是唯一获准用于临床的纳米级磁共振成像（MRI）造影剂，但这些造影剂的商业生产已受到限制或停止。尽管这些颗粒在临床应用和研究中仍有广泛的需求，但它们难以商业化获得，并且复杂的合成使得大多数生物研究实验室或诊所无法进行内部制备。为了使商业化生产可行并增加这些产品的可获得性，开发简单，快速和可重复的生物相容性氧化铁纳米颗粒制剂至关重要。在这里，我们报告了一个快速，简单的微波辅助合成超顺磁性葡聚糖涂层氧化铁纳米粒子。通过改变合成方法作为两步或单步过程，以具有不同核形态的两种流体动力学尺寸产生纳米颗粒。这些方法的一个显著优点是能够获得快速和一致的结果，而不需要空气、pH或温度敏感技术;因此，与常规合成方法相比，反应时间和复杂的制造过程大大减少。这对于具有成本效益的翻译到商业生产是一个很大的好处。发现纳米颗粒是超顺磁性的，并且表现出与用于MRI一致的性质。此外，葡聚糖涂层赋予了体内使用所需的水溶性和生物相容性。
2012-10-05 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
The role of the coating and aggregation state in the interactions between iron oxide nanoparticles and 3T3 fibroblasts
最近的纳米毒性研究表明，工程纳米材料的物理化学特性在与活细胞的相互作用中起着重要作用。在这里，我们报告了NIH/3 T3小鼠成纤维细胞对氧化铁亚10 nm纳米颗粒的毒性和摄取。涂层策略包括低分子量配体（柠檬酸）和聚合物（聚（丙烯酸），MW = 2000 g mol-1）。我们发现大多数颗粒是生物相容的，因为暴露的细胞相对于对照保持100%存活。柠檬酸盐包被颗粒显示的强摄取与细胞培养基中分散体的不稳定性及其沉降至细胞膜有关。
2011-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Enhanced magnetism, memory and aging in Gold-Iron oxide nanoparticle composites
在这份报告中，我们提出了系统的磁性研究纯氧化铁纳米粒子和金氧化铁纳米复合材料，增加金颗粒尺寸/含量。对于这些样品的磁性研究，我们测量了：（1）零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化，（2）交流磁化率，（3）在各种温度下磁化与场的关系，（4）在固定温度下对于各种等待时间tw的热剩磁磁化弛豫（TRM）和零场冷却磁化弛豫（ZFCM）以研究老化效应，（5）磁化记忆效应;（6）交换偏压随冷场的变化。详细的磁性测量分析表明，纯Fe 3 O 4纳米粒子样品的行为像一个超顺磁性和掺入金（Au）纳米粒子的纳米复合材料系统慢慢演变从超顺磁性超自旋玻璃态。随着Au纳米颗粒尺寸/含量的增加，记忆和老化效应增强。在这项研究中，最重要的观察是与金纳米粒子的掺入的磁化强度的增强。这种增强作用随着纳米复合材料中Au含量的增加而增加。我们已经解释了由于在Au/磁性颗粒界面处形成大的轨道磁矩而导致这种磁化强度增强的原因。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Size-Controlled Synthesis of Dextran-Coated, 64Cu-Doped Iron Oxide Nanoparticles
由于MRI的高分辨率和PET的高灵敏度相结合的潜力，最近对开发能够用于磁共振成像（MRI）和正电子发射断层成像（PET）的双模态探头的研究已经在上升。目前用于开发多模式探针的合成技术在很大程度上部分受到放射性同位素掺入期间反应时间延长的阻碍-导致放射性减弱。随着时间效率的合成，所产生的产品必须适合在一个关键的大小范围（20- 100纳米之间），以增加血液滞留时间。在这项工作中，我们描述了一种新的，快速的，基于微波的合成技术生长葡聚糖涂层的铁氧化物纳米粒子掺杂铜（DIO/Cu）。用于葡聚糖包被的氧化铁纳米颗粒的共沉淀的传统方法需要静置2小时并产生约50 nm直径的颗粒。我们证明，微波合成可以产生50 nm的纳米粒子与5分钟的加热。我们讨论了微波合成方案中使用的各种参数，以改变DIO/Cu的尺寸分布，并证明了64 Cu成功地掺入这些颗粒中，目的是将来用于双模MR/PET成像。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
An innovative approach of structural instabilities in tetragonal tungsten bronze crystals through the concept of rigid unit modes
四钨青铜氧化物是一类重要的铁电材料。许多这些框架结构进行铁弹性转变有关的八面体倾斜变形。这种倾斜变形与刚性单元模态（RUM）密切相关。本文讨论了一个理想的TTB晶格和可能的晶体结构，可以出现由于其中一些凝聚的RUM的整个集合。分析现有的实验数据的TTB样的酸盐的可信度所获得的理论预测。
2013-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Photoconductivity and photo-detection response of multiferroic bismuth iron oxide
我们报道了在预图案化叉指电极上生长的面内BiFeO 3（BFO）薄膜的可见光检测。在42 V的小偏压下，BFO薄膜的光电流与暗电流之比为40：1，光敏能力提高了15000 s（4 h）。近60%的光致载流子在1.0 s内衰减，并遵循双指数衰减模型。在373 K下，光的影响不会显著增加暗电流，可能是由于迁移率降低。亚带隙弱单色光（1 mw/cm 2）显示光载流子增加一倍。
2014-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Chemo-Mechanical Phase-Field Modeling of Iron Oxide Reduction with Hydrogen
用碳载体还原铁矿石是该行业最大的温室气体排放源之一，促使全球活动以氢基直接还原（HyDR）取代焦炭基高炉还原。氢还原铁氧化物已在实验和理论上进行了广泛的研究。该过程包括多种类型的化学反应、固态和缺陷介导的扩散（通过氧和氢物种）、几种相变以及大量体积收缩和机械应力积累。本文建立了化学-机械耦合相场（PF）模型，探讨了相变、化学反应、组分扩散、大弹塑性形变和微观结构演化之间的相互作用。该模型的能量本构关系是基于系统的自由能，这是校准的热力学数据库的帮助下。该模型已首次应用于经典的核-壳（方铁矿-铁）结构。模拟结果表明，从方铁矿到α-铁的相变可以导致高应力和快速减速的反应动力学。机械应力可以向系统贡献弹性能量，使得相变困难。因此，观察到缓慢的反应动力学和低金属化。然而，如果应力变得相对较高，则可以将自由能的形状从双阱情况转移到单阱情况，并加速转变。该模型已被进一步应用于模拟一个实际的氧化铁试样，其复杂的微观结构，其特征在于电子显微镜。模拟结果表明，在微观结构中的孤立的孔隙充满水蒸气在还原过程中，影响当地的反应气氛和动力学的效果。
2021-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Observation of two distinct superconducting domes under pressure in tetragonal FeS
FeSe是最简单的铁基超导体，其结构为四方晶系，转变温度Tc ~ 8 K。在压力或其他技术的帮助下，Tc可以大大提高，甚至提高到液氮温度以上。新发现的超导四元体FeS（Tc ~ 4.5K）是FeSe的硫化物对应物，促进了对它的高压研究。研究了FeS的输运和结构随压力的演化。在4.0 GPa下观察到Tc的快速抑制和超导性的消失，然后是第二个超导圆顶，最大Tc增强30%。现场四角到六角相变发生约7.0 GPa，其次是一个广泛的压力范围内的相共存。残余变形的四方相被认为是第二个超导圆顶的来源。在铁基超导体中观察到两个超导圆顶对理解它们的配对机制提出了巨大的挑战。
2016-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structural Phase Transformations in Iron-Chalcogen under High Pressures
本文报道了层状铁基超导化合物FeSe_（0.3）Te_（0.7 ~ 31）GPa在室温下的高压结构相变序列。在7.3 \pm ~ 0.9 GPa的压力下，PbO型四方相（空间群P4/nmm）转变为单斜相（空间群P21/m）。这种单斜相类似于在环境压力下低于100 K时观察到的单斜相。在压力进一步增加到12 GPa以上时，观察到非晶相的转变，该转变在20 GPa时完成。非晶相被发现是稳定的最高压力为31 GPa。这种四元\to单斜\to非晶相变的结构序列似乎是铁基层状超导体在压缩下的共同特征。压力诱导的结构相变可能在高压下这些材料的超导电性中起关键作用。
2011-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Tunable room-temperature ferromagnet using an iron-oxide and graphene oxide nanocomposite
磁性材料在电子、存储器和医学等领域有着广泛的应用。这些进步的关键是对磁序的控制。迄今为止，大多数室温应用具有固定的磁矩，其取向被操纵以实现功能。在这里，我们展示了一种基于氧化铁和氧化石墨烯纳米复合材料的器件，该器件在室温下充当可调铁磁体。我们不仅可以在室温附近的宽温度范围内调节其转变温度，而且还可以通过使用两个容易接近的旋钮（磁场和电流）的初始化过程将磁化强度从0调节到0.011 A.m $^2$ /kg，之后系统半永久地保持其磁性，直到下一个初始化过程。我们构建了一个理论模型来说明，这种可调谐性源于间接交换相互作用介导的自旋不平衡的电子内的纳米复合材料。
2015-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Oxide Topological Insulator With Iron-Pnictide Superconductor LiFeAs Structure
通过第一性原理计算，我们认为ZrSiO可以看作是一种三维氧化物弱拓扑绝缘体（TI），而它的单层是一种带隙高达30 meV的二维氧化物TI.计算的声子谱的单层ZrSiO表明，它是动态稳定的，在生长氧化物与原子精度的实验成果，确保它可以很容易地合成。这将导致基于TI的新型器件，即所谓的“拓扑电子”器件，其在室温下操作并且当暴露在空气中时稳定。因此，一个新的领域“拓扑电子学”将出现。另一个有趣的事情是这种氧化物2D TI具有与众所周知的铁-磷属元素化物超导体LiFeAs相似的晶体结构。这为实现超导体和TI的结合带来了巨大的希望，为各种非凡的量子现象铺平了道路，如拓扑超导体和Majorana模式。我们进一步发现，还有许多其他的同构化合物具有相似的电子结构，并形成了一个$WHM$ -家族，其中$W$是Zr，Hf或La，$H$是IV族或V族元素，而$M$是VI族元素。
2015-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetic and hyperthermia properties of biphase iron oxide nanocubes through post-annealing
本研究通过不同气氛退火调控Fe₃O₄/α-Fe₂O₃双相纳米立方体的相组成与磁性能，发现不同气氛可分别提升两相占比，且O₂退火样品实现了最高磁热比吸收率，为氧化铁纳米材料的生物医学应用优化提供了途径。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Reversible nanopore sealing and in situ iron oxide nanoparticle synthesis on thin silicon nitride membranes
Goeppert LLC（Goeppert公司）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
该研究通过化学反应在硅氮化物纳米孔内原位合成铁氧化物粒子，实现了纳米孔的可逆密封与恢复，为生物传感、等离子体和光子学应用提供了新型纳米粒子-纳米孔芯片技术。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Resolving the Valence of Iron Oxides by Resonant Photoemission Spectroscopy
本研究利用共振光电子能谱直接量化Pt支撑单层FeO2相中铁的价态，发现其由Fe2+和Fe3+等量混合形成+2.5平均价态，而非DFT预测的+3价，并揭示其结构源自Fe3O4亚晶格。
2024-09-24 cond-mat.mtrl-sci
