Theoretical Characterization of the Magnetic Properties of Vanadium-doped Ti2C MXenes
Departamento de Ciencias Físicas, Universidad de La Frontera（拉弗龙特拉大学物理科学系）；Universidad de La Frontera（拉弗龙特拉大学）；Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Central de Chile（智利中央大学工程与建筑学院）；Universidad Central de Chile（智利中央大学）
Carlos Patiño, Pablo Díaz, Nicolás Vidal-Silva, Eduardo Cisternas, Eugenio Vogel, Fabian Dietrich
MXenes are two-dimensional materials composed of transition metals and light elements, known for their high conductivity and versatile surface chemistry. The introduction of spin centers via doping can lead to promising materials for spintronics, magnetic sensing, and data storage. We study the effect of V doping in Ti2C using first principle and Monte-Carlo simulations. Our results show that pristine Ti2C exhibits ferromagnetic intralayer and antiferromagnetic interlayer exchange interactions, yielding an antiferromagnetic ground state. Vanadium incorporation alters these couplings, yet all doped configurations - Ti7VC4 and three Ti6V2C4 variants - retain predominantly antiferromagnetic order. Despite the preserved ground state, V doping enhances the magnetic response, most notably in the p-Ti6V2C4 configuration, which displays increased low-field susceptibility and partial spin alignment across layers. As experimentally isolating individual doped phases is unlikely, samples will consist of mixed configurations whose collective behavior nonetheless exhibits clear signatures of V-induced magnetic modification. These results reveal how transition-metal substitution tunes exchange interactions in MXenes and offer guidance for engineering their magnetic functionalities.
Computational studies on electrochemical performances of doped and substituted $Ti_3C_2O_2$ MXene
利用密度泛函理论（DFT）结合溶剂化模型，研究了电极表面的电极-电解质相互作用现象及其对掺杂和取代氧功能化Ti $_{3}$ C $_{2}$超级电容器电极的电荷储存和总电容等电化学性质的影响.本文研究了氮掺杂、氮取代和钼取代的Mxen在酸性电解质H $_{2}$ SO $_{4}$溶液中的反应。通过考虑在不同位置的氮掺杂，我们发现，最大的电容是在功能位掺杂。我们的结果与现有的实验结果吻合得很好。我们还发现，由于氮掺杂的电容的增强是由于在pseudocapcitances放大。我们认为氮掺杂导致电容值提高的主要机制是表面氧化还原活性。另一方面，与原始系统相比，替代系统的性能降低。这表明仅通过掺杂可以获得Ti $_3$ C $_{2}$ O $_{2}$电极中更好的存储容量。我们提供的洞察背后的对比行为的掺杂和取代系统的原因，并建议如何进一步提高掺杂系统中的电容。
Experimental Verification of Van Vleck Nature of Long-Range Ferromagnetic Order in Vanadium-Doped Three-Dimensional Topological Insulator Sb$_{2}$Te$_{3}$
通过高分辨低温电子能量损失谱（EELS）测量，证明了钒掺杂拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_3$中的长程铁磁（FM）有序具有vanVleck型铁磁性.当样品从室温冷却到T= 10 K时，VEELS谱的两个核心能级峰（L $_3$和L $_2$）的位置和相对振幅都发生了明显的变化。测量和模拟EELS光谱的磁输运和比较证实，这些变化源于发病的FM秩序。晶场分析表明，在V掺杂的Sb $_2$ Te $_3$中，部分填充的芯态有助于FM阶。由于van Vleck磁性是所有状态相加的结果，因此芯层的磁化以直接的方式验证了van Vleck型铁磁性。
Grain boundary ferromagnetism in vanadium-doped In$_2$O$_3$ thin films
室温铁磁性在In $_2$ O $_3 thin films doped with 5 at.% vanadium, prepared by pulsed laser deposition at substrate temperatures ranging from 300 to 600 $ \，^{ \circ }{ \rm C} $. X-ray absorption fine structure measurement indicated that vanadium was substitutionally dissolved in the In$ _2 $O$ _3$主晶格中观察到，从而排除了钒化合物第二相的存在。基于SQUID磁强计和磁性圆二色性的磁性测量证实了磁性在晶界处，也在晶粒中。整体磁化源于晶粒和晶界之间的竞争效应。
Defect-induced orbital polarization and collapse of orbital order in doped vanadium perovskites
本文研究了掺杂莫特绝缘体$R_{1-x}$（Sr，Ca）$_x$ VO $_3$（$R=\,$ Pr，Y，La）中由带电（Sr，Ca）缺陷引起的轨道有序度衰减机制。我们的非限制性Hartree-Fock分析集中在随机的，带电的杂质和相关的掺杂空穴高达$x=0.5$的综合效果。该研究是基于一个广义的多带哈伯德模型的相关钒$t_{2g}$电子，并包括长程（i）库仑电位的缺陷和（ii）电子-电子相互作用。我们发现，旋转占据的$t_{2g}$轨道，引起的电场的缺陷，是一个非常有效的扰动，在很大程度上控制这些化合物的轨道顺序的抑制。我们调查的逆参与数谱，并发现，电子状态仍然局限于少数网站，即使在该政权的轨道秩序是崩溃。从动力学和超交换能的变化可以看出，掺杂空穴的运动是导致高$T_c$化合物磁序降低的主要因素，但在这里起次要作用。
Vanadium-Engineered Co2NiSe4 Nanomaterial: Coupled Thermoelectric, Piezoelectric, and Electronic Optimization via DFT+U for Advanced Energy Applications
The effect of vanadium substitution on the structural and magnetic properties of (Fe$_{1-x}$V$_{x}$)$_{3}$Ga$_{4}$
Fe $_{3}$ Ga $_{4}$显示出复杂的磁性相图，该相图对电子和晶体结构的变化敏感且可调。为了探索这种可调谐性，已经合成并表征了钒掺杂的（Fe $_{1-x}$ V $_{x}$）$_{3}$ Ga $_{4}$。高分辨同步辐射X射线衍射和Rietveld精修表明，当V掺杂量达到20%时，样品仍保持与Fe $_{3}$ Ga $_{4}$的等结构，并且随着掺杂量的增加，晶胞体积呈线性增加。磁性测量揭示了与V掺杂的反铁磁螺旋自旋密度波（SDW）的抑制，揭示了在低温铁磁-反铁磁（FM-AFM）转变（T $_{1}$）和高温AFM-FM转变（T $_{2}$）的变化。当V掺杂量为7.5%时，不再观察到AFM螺旋SDW相的变磁行为。这些结果提供了一个途径，以有效地调整的磁性顺序在Fe $_{3}$ Ga $_{4}$的设备，以及增加在这个系统中的磁性的理解。
Site-Selective Yttrium Substitution in Ti3AlC2 Enables Interlayer Engineering and Li Transport in Ti3C2Tx cathodes for High-Power Energy Storage
ICMUV, Instituto de Ciencia de Materiales, Universidad de Valencia（瓦伦西亚大学材料科学研究所）；King Danylo University（丹尼洛国王大学）；Department of Applied Physics and Electromagnetism, University of Valencia（瓦伦西亚大学应用物理与电磁学系）
Pressure-induced double-dome superconductivity in doped kagome metal Cs(V0.86Ta0.14)3Sb5 without charge density wave
State Key Laboratory of Surface Physics, and Department of Physics, Fudan University（复旦大学表面物理国家重点实验室及物理系）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Center for Quantum Physics, Key Laboratory of Advanced Optoelectronic, Quantum Architecture and Measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院先进光电量子架构与测量教育部重点实验室量子物理中心）；Shanghai Branch, Hefei National Laboratory（合肥国家实验室上海分部）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
研究对无电荷密度波的 Ta 掺杂 kagome 金属 Cs(V0.86Ta0.14)3Sb5 开展高压实验，发现其存在压力诱导的双圆顶超导性，证实该特性是钒基 kagome 超导体的固有属性。
Theoretical prediction of MoN2 monolayer as a high capacity electrode material for metal ion batteries
近年来合成的二维（2D）材料MoN 2具有环境友好、易提纯、热稳定性高等优点，在清洁能源和可再生能源领域显示出巨大的应用潜力。本文通过第一性原理计算表明，单层MoN_2有望成为金属离子电池的高容量电极材料。首先，通过声子色散和剥离能的计算，证实了MoN 2单层膜的结构稳定性，并且在实验中可以从其体相剥离。其次，所有研究的金属原子（Li，Na和K）可以吸附在MoN 2单层，与原始和掺杂的MoN 2是金属。第三，金属原子在MoN 2上具有中等/低的迁移势垒，这确保了作为电池电极的优异循环性能。此外，计算的平均电压表明，MoN 2单层适合作为锂离子电池的阴极和钠离子和钾离子电池的阳极。最重要的是，作为锂离子电池的阴极，MoN 2具有可比的平均电压，但比通常的商业阴极材料大1-2倍的容量（432 mA h g-1）;作为钠离子电池的阳极，MoN 2的理论容量（864 mA h g-1）比典型的2D阳极材料如MoS 2和大多数MXene大2-5倍。最后，我们还提供了其他过渡金属二氮化物材料的容量估计。我们的工作表明，过渡金属二氮化物MoN 2是一种有吸引力的高存储容量的二维电极材料。
