Highly tunable magnetic phases in transition metal dichalcogenide Fe$_{1/3+δ}$NbS$_2$
层状过渡金属二硫属化合物(TMDC)具有大量有趣的物理现象,从电荷序到超导电性。通过在2 H-NbS $_2$中引入磁性离子,该材料形成了磁性插层TMDCs家族TPDMATHABMN NbS $_2$(T = 3d过渡金属)。最近,人们发现Fe $_{1/3+δ}$ NbS $_2$具有与T $_N \sim 45$ K的Néel温度耦合的有趣的电阻开关和磁记忆效应[1,2]。我们提出了全面的单晶中子衍射测量下插层($δ\sim -0.01$),化学计量,和过插层($δ\sim 0.01$)样品。磁缺陷通常被认为是抑制磁相关,并伴随着,转变温度。相反,我们观察到高度可调的磁性长程态的Fe浓度是不同的,从下插层到过插层,即从Fe空位到Fe杂质。下插层和上插层样品显示出明显的反铁磁条序和锯齿序,分别与波矢$k_1$ =(0.5,0,0)和$k_2$ =(0.25,0.5,0)相关。化学计量样品显示了两个连续的磁相变,这两个波矢量与一个不寻常的上升和下降的功能,在连接到$k_1$的强度。我们归因于这种敏感的可调性竞争的下一个最近邻交换相互作用和振荡性质的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)机制。我们讨论了实验观察到的有趣的开关电阻行为。我们在Fe $_{1/3+δ}$ NbS $_2$体晶体中发现了磁缺陷对磁结构的调节,这为实现可控反铁磁自旋电子器件提供…
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional superlattice ordering in intercalated transition metal dichalcogenide V$_{1/3}$NbS$_2$
本研究发现插层过渡金属硫族化物 V$_{1/3}$NbS$_2$ 可结晶为两种不同超晶格,分别表现出金属性 altermagnetism 和半金属性非共线反铁磁特性,为定制相关材料的磁性与电子行为提供了新途径。
2025-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Composition-dependent bulk properties of intercalated transition metal dichalcogenides $Co_{1/3(1\pmδ)}NbS_{2}$
Seoul National University(首尔大学);Sogang University(西江大学)
研究通过调控钴含量揭示$Co_{1/3(1\pmδ)}NbS_{2}$的体性质,发现拓扑霍尔效应对钴含量敏感,当钴含量超过δ=+4%时完全消失,同时纵向电导和比热容系数均随钴含量变化,揭示了低能电子自由度的调控机制。
2026-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Magnonic Properties of $g$-Wave Altermagnetism in Intercalated Transition Metal Dichalcogenides
University of Florida(佛罗里达大学)
研究通过有效紧束缚和自旋模型结合第一性原理计算,探讨了Fe$_{1/4}$NbS$_2$和V$_{1/3}$NbS$_2$作为交替磁性材料的电子和磁性性质,揭示了$g$-波电子自旋分裂的起源以及磁激子中手性分裂的控制机制,进一步探讨了晶体对称性、非相对论自旋分裂与磁性性质的相互作用。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic materials based on transition-metal dichalcogenides: Potential platform for reversible control of Dzyaloshinskii-Moriya interaction and skyrmion via electric field
探索能够实现电场控制二维磁性的二维多铁性材料已成为自旋电子学的一个新兴课题。利用第一性原理计算,我们证明了非金属双层过渡金属二硫属化合物(TMD)可以作为一个理想的平台,通过插入磁性原子来构建多铁性。此外,我们还发现Co嵌入双层材料MoS 2,Co(MoS 2)2中,具有相反手性的两个能量简并态为基态,这表明在这类材料中可以通过反转电极化的强度来实现电场对拓扑磁性(如Skyrmions)手性的控制.这些发现为电场控制二维多铁性材料的拓扑磁性和内禀磁电耦合铺平了道路。
2022-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Visualizing the out-of-plane electronic dispersions in an intercalated transition metal dichalcogenide
层状过渡金属二硫属化合物具有丰富的相图,许多物理性质具有二维性。Co 1/3 NbS 2是该家族的最新成员之一,其中Co原子插入NbS 2层之间的范德华能隙中。利用表面和体敏角分辨光电子能谱研究了Co 1/3 NbS 2的三维电子能带结构。我们表明,Co插层后的电子带不符合刚性带位移图像。相反,Co 1/3 NbS 2在费米能级附近显示出与原始NbS 2化合物不同的轨道特性,并且尽管其具有层状结构,但在kz方向上具有清晰的能带色散。我们的光电子能谱研究证实了Co嵌入引入的面外电子关联,从而为该化合物的研究提供了一个新的视角。最后,我们提出如何费米能级调谐可能导致奇异相,如自旋密度波不稳定性。
2022-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth of Pure and Intercalated ZrTe2, TiTe2 and HfTe2 Dichalcogenide Single Crystals by Isothermal Chemical Vapor Transport
我们报告了一种改进的化学气相传输(CVT)方法生长纯的和插层的Zr,Ti和Hf二硫族化物单晶,如ZrTe2,Gd 0.05ZrTe2,HfTe2,和Cu0.05TiTe2。虽然用于CVT生长的最常见的方法是在经受装料和生长位置之间的温度梯度的石英管中进行,但是使用这种等温CVT(ICVT)方法的生长在水平放置在箱式炉中的密封石英管中等温地进行,使用碘(I2)作为传输剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和感应耦合等离子体(ICP)等手段对晶体的结构和组成进行了表征。用这种方法生长的晶体可以很大,并显示出优异的结晶度和均匀性。它们的形态是板状的,并且较大的尺寸可以长达15 mm。
2022-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
Discovery of Charge Order in the Transition Metal Dichalcogenide Fe$_{x}$NbS$_2$
本研究在过插层Fe$_{x}$NbS$_2$中首次发现了由磁弹耦合机制驱动的电荷序相,揭示了通过引入电子关联稳定电荷调制的能力。
2023-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelastic coupling in intercalated transition metal dichalcogenides
本文结合实验与理论研究插层TMDs的电荷关联,揭示Fe$_{1/3}$NbS$_{2}$中磁序与晶格耦合诱导长程电荷序,并发现Co插层TaS$_2$具有类kagome费米面。
2025-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Commensurate stacking phase transitions in an intercalated transition metal dichalcogenide
插层和堆垛阶数调制是控制过渡金属二硫属化物(TMDCs)层间相互作用的两种有效方法,它们可以产生多种新相,并可用于工程材料。本文报道了Pb插层TMDCs--Pb(Ta $_{1+x}$ Se $_2$)$_2$(第一个124相)的生长。Pb(Ta $_{1+x}$ Se $_2$)$_2$在230 K附近表现出独特的两步一级结构相变。转变仅与堆叠自由度相关,从具有ABC堆叠和对称性$R3m$的高温相发展到具有AB堆叠和$P3m1$的中间相,最后发展到再次具有对称性$R3m$但具有ACB堆叠的低温相。每一步都涉及到一个由向量[1/3,2/3,0]组成的积木块的刚性滑动。有趣的是,巨大的晶格收缩发生在变暖的转变。在低温下,观察到$T_\textrm{c}\approx$ 1.8 K的体超导电性。结构相变的基本物理从第一性原理计算进行了讨论。对称性分析揭示了能带结构中的拓扑节线。我们的研究结果表明,实现更高阶的金属插层相的TMDC的可能性,推进我们的多晶型转变的知识,并可能激发在TMDC和超越堆叠顺序工程。
2021-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Altermagnetism in the layered intercalated transition metal dichalcogenide CoNb$_4$Se$_8$
University of Notre Dame(圣母大学);George Mason University(乔治梅森大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室)
研究发现层状插层过渡金属二硒化物CoNb$_4$Se$_8$中存在交替磁性,通过理论计算和实验验证其基态为A型反铁磁有序,并展示自旋分裂能带结构。
2024-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunability of the magnetic properties in Ni intercalated transition metal dichalcogenide NbSe$_2$
该研究计算不同Ni插层比例NbSe₂的磁交换作用,分析Ni₀.₂₅NbSe₂的磁相变、自旋轨道耦合效应及电子结构变化,拓展研究T₀.₂₅MX₂类材料,证实该体系是调控竞争磁相的多功能平台。
2025-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intercalation of metal into transition metal dichalcogenides in molten salts
提出一种熔盐中化学剪刀介导的金属嵌入方法,实现多种金属向不同 TMDCs 主体的嵌入,并揭示其结构调控与功函数相关机理。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Giant Exchange Bias in an Intercalated Transition Metal Dichalcogenide
对称性和淬火无序的相互作用导致了相关材料的一些最基本的有趣和技术上最重要的性质。它也提出了最令人烦恼的理论挑战。这一点在自旋玻璃的研究中表现得最为明显。一个自旋玻璃的特征是一个遍历的状态景观--无数的可能性,如果有的话,在能量上只有微弱的区别。我们发现在材料Fe $_x$ NbS $_2$中,这种状态的景观可以通过共混反铁磁序来偏置。这个过程导致了一个具有广泛技术重要性的现象:巨大的、可调的交换偏置。我们观察到的交换偏差超过传统材料的两个数量级以上。这项工作说明了一个新的路线,以巨大的交换偏见,利用挫折和无序的相互作用,在异国情调的材料。
2019-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ground states of a model for (TM)Nb$_3$S$_6$, TM=Co, Fe, Ni
过渡金属插层的二硫属化物CoNb $_3$ S $_6$是一种三角形反铁磁体,最近被证明在低于Néel温度下表现出大的反常霍尔效应(AHE),即使对外场的响应非常小。这表明,有一个有趣的磁性结构,与电子结构相互作用,产生AHE,因为共线反铁磁体不能表现出非零的AHE。我们提出了一个磁性过渡金属插层二硫属化合物的模型,并研究了它的基态作为相互作用参数的函数。该模型表现出平面自旋螺旋,非平面自旋螺旋,和一个特定的非共面所谓的$3q$状态之间的过渡。后一种状态必须表现出非零的AHE,而自旋螺旋则没有。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Dzyaloshinskii-Moriya interactions and magnetic texture in the Fe films deposited on transition-metal dichalcogenides
采用第一性原理密度泛函方法研究了二维过渡金属二硫属化合物(TMDC)材料的磁性,即Fe插层的体相Fe $_{1/4}$ TaS $_2$化合物和沉积Fe膜的TMDC单层材料.改变由TMDC单层上的Fe覆盖层组成的系统的结构和组成导致其物理性质的相当大的变化。对于所考虑的系统的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用已被确定,并用于随后的调查,他们的磁结构使用蒙特卡罗模拟。在这些材料中的一些中已经获得了相当强的DM相互作用以及大的$D/J$比率,这可以导致形成随所施加的外部磁场的强度而变化的skyrmionic结构。
2015-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling Molybdenum Disulfide from its Substrate by Cesium Intercalation
层状过渡金属二硫属化物中的碱金属原子的嵌入是通向新一代电池的可能途径。它也是一种诱导结构相变的方法,从而授权在这类材料中实现光开关和电开关。插层过程主要是在三维二硫属化合物薄膜中进行研究。在这里,我们解决的情况下,单层的二硫化钼(MoS $_2$),沉积在金基板上,并插入铯(Cs)在超净条件下(真空)。我们发现,插层从它的基板的MoS $_2$。我们揭示了从Cs到MoS $_2$的电子转移,价带最大值能量的相对变化,以及由插入Cs层中的结构无序引起的电子无序。此外,我们发现了一个异常的晶格膨胀的MoS $_2$,我们涉及到直接附近的Cs。插层是热激活的,脱层的逆过程也是如此。我们的工作打开了一个微观的理解过程中的相关性在几个可能的未来技术的路线,并显示了一种方法来操纵二维dichalcogenides的属性的“下盖”功能化。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
The dynamics of copper intercalated molybdenum ditelluride
层状过渡金属二硫属化物是纳米电子和能源应用中的关键材料。需要建立预测模型来了解它们的生长、热机械性能以及与金属的相互作用,以加速将它们纳入商业产品。原子间相互作用势使得能够在器件水平上进行大规模的原子模拟,超出了第一原理方法的应用范围。我们提出了一个ReaxFF反应力场来描述二碲化钼及其与铜的相互作用。我们优化了力场参数,以描述层状MoTe 2在不同阶段的性能,嵌入的Cu原子和簇在其范德华间隙,包括能量,电荷和机械性能的适当描述。训练集由从密度泛函理论计算的第一原理计算的广泛集合组成。我们使用力场来研究单层MoTe 2在Cu(111)表面上的粘附,结果与密度泛函理论吻合得很好,即使这样的结构不是训练集的一部分。我们通过分子动力学模拟表征了Cu离子在外加电场作用下嵌入MoTe 2的迁移率。结果表明,在约0.4 V/A的电场的漂移速度的显着增加,并与铜离子浓度的迁移率增加。
2016-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependence of bulk properties in the Co-intercalated transition-metal dichalcogenide Co$_{1/3}$TaS$_2$
该研究通过精确控制Co组分,发现Co$_{1/3}$TaS$_2$的体性质对组分高度敏感,x>0.330时形成共面螺旋磁序,导致自发霍尔电导率和弱铁磁矩消失,揭示了组分依赖的物理机制。
2024-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancing Multifunctionalities of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers via Intercalation of Molecules and Ions
过渡金属二硫属化物(TMDC)单分子膜是一种卓越的多功能材料,具有开发各种新型器件的潜力。然而,观察到的功能往往达不到预期,这阻碍了设备的发展。在这里,我们证明了TMDC单层的光学,催化和热功能都可以大大提高了高达几个数量级的水分子或小阳离子(H+和Li+)之间的单层和底层基板的嵌入。相反,吸附在单层顶部的相同分子或阳离子显示出可忽略的影响。我们还发现了两个主要的作用,插层物种的增强:掺杂的单分子膜和修改的单分子膜与基板的相互作用。这一结果为利用分子或离子的插入来增强TMDC单分子膜的功能性提供了一种通用而方便的策略。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Designation of Intra-layer and Intercalated High Entropy Quasi-2D Compounds
在这里,我们设计了两个很有前途的计划,实现高熵结构的一系列准二维化合物,过渡金属二硫属化物(TMDC)。在层内高熵计划中,在MX2板片中获得了具有高熵结构的(HEM)X2化合物,这里HEM是指高熵金属,例如TiZrNbMoTa。在富Mo的HEMX 2中发现了Tc~7.4 K的超导电性。另一方面,在插层方案中,我们将HEM原子(FeCoCrNiMn)插入到MX2片层之间,得到了一系列(HEM)xMX 2化合物,x在0~0.5之间,其中HEM主要由3d过渡金属元素组成,如FeCoCrNiMn。随着多组元磁性原子的引入,产生了具有强二维特性的铁磁自旋玻璃态。通过调节x含量,在高熵插层中观察到3种2:1*1三角晶格和2种超晶格:\sqrt 3* \sqrt 3和\sqrt 3*2,分别在x=0.333和x>0.5时观察到。同时,二维高熵磁平面中的自旋阻挫随着\sqrt 3* \sqrt 3相的发展而增强,当转变为\sqrt 3*2相时显著减小.我们所发现的高熵TMDCs和二维高熵结构具有在低维高熵结构中发现新物理和应用的巨大潜力。
2021-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of a layered altermagnetic compound CoNb4Se8
本研究结合ARPES与DFT计算,在交替磁候选材料CoNb₄Se₈中观测到168K反铁磁转变下沿高对称方向的自旋分裂能带,为自旋电子学应用提供新可能。
2025-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure of Transition Metal Dichalcogenides PdTe2 and Cu0.05PdTe2 Superconductors Obtained by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
层状过渡金属硫族化合物是固体物理研究的一块沃土。近年来,各种MX2型过渡金属硫属化合物,如WTe 2、IrTe 2和MoS2,无论是由于发现了新的物理现象或某些极端或奇异的物理性质,还是由于其潜在的应用,都引起了人们的极大关注。PdTe 2是过渡金属二硫属化物类的超导体,并且其Cu嵌入形式(Cu0.05PdTe 2)的超导电性增强。研究PdTe 2及其插层形式的电子结构对于探索新的现象和物理性质以及理解相关的超导电性增强机制具有重要意义。在这里,我们报告系统的高分辨率角分辨光电子能谱(ARPES)研究PdTe 2和Cu 0.05$PdTe 2单晶,结合能带结构计算。首次详细介绍了这些化合物复杂的多带费米面拓扑结构和密集排列的能带结构。通过仔细研究这两个系统的电子结构,我们发现,Cu嵌入PdTe 2的结果在电子掺杂,这导致能带结构向下移动了近16 meV的Cu 0.05 PdTe 2。我们的研究结果为进一步探索和研究PdTe 2及相关超导体奠定了基础。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic-field-induced FM-AFM metamagnetic transition and strong negative magnetoresistance in Mn$_{1/4}$NbS$_2$ under pressure
过渡金属二硫属化物(TMDC)以其高化学稳定性和在层之间结合广泛的磁性物质的可能性而脱颖而出。三维元素嵌入材料中的传导电子行为与材料的磁性密切相关,并可被外加磁场敏感地控制。在这里,我们研究的磁输运性能的NbS $_2$插入Mn,Mn $_{1/4}$ NbS $_2$,展示了一个复杂的行为的磁电阻和普通和异常的霍尔磁阻。应用压力作为调谐参数导致Mn $_{1/4}$ NbS $_2$的磁输运性质的急剧变化,表现出大的负磁阻高达$65 \%$在7.1 GPa。第一性原理电子结构计算表明,压力诱导铁磁到反铁磁状态的转变。对Mn $_{1/4}$ NbS $_2$的有限温度磁性质的理论计算表明,大的负磁电阻是由场诱导的变磁性铁磁-反铁磁转变引起的.这些结果启发了基于具有良好可控变磁转变的插层TMDC的自旋电子应用材料的开发。
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Realistic tight-binding model for V2Se2O-family altermagnets
The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);IAS Center for Quantum Matter, The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学量子物质高等研究院)
本文提出了一种现实紧束缚模型,用于研究V2Se2O家族替代磁体的自旋-动量锁定和应变耦合特性,为低维自旋电子学研究提供了理论基础。
2026-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Cu Intercalation-stabilized 1T'-MoS2 with Electrical Insulating Behavior
本工作将 Cu 插层至高结晶度且热稳定性达约 300 °C 的 1T' MoS2 中,首次确定 Cu 占据与 Mo 位点对齐的部分四面体间隙,所得材料表现出电阻温度系数达 -4 ~ -2 % K-1 的绝缘跳跃输运行为,拓宽了人工插层结构库并促进了层状材料的结构设计与性质调控。
2025-02-01 cond-mat.mtrl-sci
High-entropy van der Waals materials formed from mixed metal dichalcogenides, halides and phosphorus trisulfides
高熵合金中的电荷、自旋和成分自由度赋予了它可调的价态和自旋态、无限的组合和优异的力学性能。同时,范德瓦尔斯材料中的堆叠、夹层和角度自由度使其具有特殊的特性和技术应用。将这两种不同的物质类别结合起来,同时保持它们的优点,这将是诱人的。基于这种启发式思维,我们设计和探索了一系列新的材料(即,二硫属化合物、卤化物和三硫化磷)具有多种金属组成和本征层状结构,被称为高熵范德华材料。在这类材料中,可以有效地获得具有均匀元素分布的毫米级单晶,并且容易剥离或插入。各种各样的物理性质,如超导性,磁有序性,金属-绝缘体转变和耐腐蚀性已被开发。基于高熵范德华材料概念的进一步研究将丰富具有有趣性质和实际应用的新系统的高通量设计。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Kramers nodal lines in intercalated TaS$_2$ superconductors
本研究提出在具有大Ising型自旋轨道耦合的非中心对称插层过渡金属二硫族化物超导体(如In$_x$TaS$_2$)中实现理想的Kramers节线相,并通过实验测量与计算提供了证据,为探索拓扑与超导相互作用及自旋电子学应用奠定基础。
2025-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Sn-Intercalated TaSe$_2$: Structural Diversity Obscured by Routine Characterization Techniques
以Sn插层TaSe$_2$为模型,利用SCXRD和STEM揭示了常规表征技术难以察觉的结构多样性,发现三种新结构类型及局部堆叠差异,表明研究范德华层状化合物需采用高分辨率结构表征。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Signature of topological band crossing in ferromagnetic Cr1/3NbSe2 epitaxial thin film
在插层过渡金属二硫属化合物(I-TMDC)中,过渡金属插层引入了磁相,在某些情况下会引起拓扑带交叉。然而,拓扑性质的证据仍然难以捉摸,在这样的材料。在这里,我们采用角分辨光电子能谱揭示的能带结构外延生长的铁磁Cr 1/3 NbSe 2。Weyl交叉的实验证据表明Cr 1/3 NbSe 2是拓扑铁磁体。这项工作突出了I-TMDC作为低维系统中磁性和拓扑物理相互作用的平台。
2022-10-30 cond-mat.mtrl-sci
An emergence of chiral helimagnetism or ferromagnetism governed by Cr intercalation in a dichalcogenide CrNb$_{3}$S$_{6}$
本文通过系统调控Cr插层量x(0.89–1.03)生长CrₓNb₃S₆单晶,发现x=0.98–1.03的窄区间内出现手性磁孤子晶格行为,最高Tc达133 K,揭示插层量及T位缺陷对磁性质的关键影响。
2022-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Axial Hall Effect in Altermagnetic Lieb Lattices
本研究在Lieb晶格交替磁体中预测了由Berry曲率驱动的轴向霍尔效应,揭示了其源于Dresselhaus自旋-轨道耦合与本征压磁响应的相互作用,并具有对应变不敏感的拓扑特性。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Intercalation in 2H-TaSe 2 for modulation of electronic properties and electrochemical energy storage
本研究探讨了通过锂、钠、钾插层 2H-TaSe 2 调制其电子与电化学储能特性,发现插层诱导出 1 eV 带隙,并通过动力学平均场理论揭示了多轨道电子关联的重要性。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasi-one-dimensional taco-shaped bands in large-angle twisted bilayer transition metal dichalcogenides
在大角度扭折双层过渡金属二硫化物中,发现准一维餐盘状能带,源于Λ谷的最优层间杂化,实现方向性能带展平,为关联现象提供新平台。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Raman spectroscopy of the van der Waals altermagnet Co$_{1/4}$NbSe$_2$
George Mason University(乔治梅森大学);University of Notre Dame(圣母大学)
研究Co插层和交替磁序对Co$_{1/4}$NbSe$_2$晶格动力学的影响,利用偏振分辨拉曼光谱和密度泛函理论,发现Co插层驱动振动光谱重构,揭示了自旋-声子耦合,证明插层对过渡金属二卤化物振动性质有重大影响。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of electronic structure on Transition Metal doped Titanium Disulfide by angle-resolved photoemission spectroscopy study
利用可调谐偏振同步辐射角分辨光电子能谱学系统地研究了过渡金属插层二硫化钛化合物Fe $_x$ TiS $_2$($0\leq x\leq0.33$)的结构性质和电学结构。研究了插层对主体材料$Γ, L$两个高对称点附近能带和态密度的影响。从Fe原子到二硫属化物层的电荷转移导致Ti 3d衍生电子袋的移动。在$\sim500$ meV和费米能级附近观察到两个杂化态。Fe $3d$、Ti $3d$和S $3p$态之间的杂化对于理解Fe $_x$ TiS $_2$体系的物理性质是非常重要的。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional Ising superconductors designed via inversion-symmetry breaking in intercalated NbSe$_2$ and NbTe$_2$
Chinese Academy of Sciences(中国科学院);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Nanjing University(南京大学)
该研究通过插层破坏反演对称性,设计出4种三维伊辛超导体,其面内上临界场可达泡利极限的4-7倍,确立了插层作为对称性工程策略的潜力。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
V$_5$S$_8$: a Kondo lattice based on intercalation of van der Waals layered transition metal dichalcogenide
自从石墨烯被发现以来,大量的二维(2D)材料已经浮出水面。它们的电子性质通常可以很好地理解,而不考虑电子之间的相关性。另一方面,强电子关联已知会产生各种奇异性质和新的量子相,例如高温超导性、重费米子和量子自旋液体。对这些现象的研究一直是凝聚态物理的主要焦点之一。有强烈的动机将电子相关性引入2D材料。通过插入范德华层状化合物VS $_2$,我们发现了近藤晶格的出现,一个广泛研究的强关联系统,通过磁,比热,电和热电输运研究。特别是,一个非常大的索末菲系数,440 mJ $\cdot$ K $^{-2}\cdot$ mol $^{-1}$,表明一个强的电子相关。所获得的Kadowaki-Woods比率,$2.7\times 10^{-6}$ $μΩ\cdot$ cm $\cdot$ mol $^2\cdot$ K $^2\cdot$ mJ $^{-2}$,也支持强的电子-电子相互作用。电阻率和热电势的温度依赖性证实了近藤晶格图像。插层化合物是$d$电子近藤晶格的少数几个罕见的例子之一。进一步证明了近藤物理在超薄膜中的存在性.因此,这项工作展示了在2D材料中产生强相关性的途径。
2018-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lithium and Vanadium Intercalation into Bilayer V2Se2O: Ferrimagnetic-Ferroelastic Multiferroics and Anomalous and Spin Transport
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Shandong Normal University(山东师范大学);Chongqing University of Posts and Telecommunications(重庆邮电大学);University of Wollongong(伍伦贡大学);Florida State University(佛罗里达州立大学);National High Magnetic Field Laboratory(国家强磁场实验室)
通过锂和钒插入双层V2Se2O,实现铁磁-铁弹性多铁性材料,增强自旋分裂和半金属行为,显著提升自旋传输性能,如巨磁阻和超高热隧道磁阻。
2025-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Understanding the Anomalous Hall effect in Co$_{1/3}$NbS$_{2}$ from crystal and magnetic structures
最近在插入的过渡金属二硫属化物(TMDC)Co $_{1/3}$ NbS $_{2}$中观察到了一个大的反常霍尔效应(AHE),低于已知的磁相变温度($T_N$ = 29 K).这种材料中的自旋被广泛认为是以一种高度对称的共线反铁磁结构排列的,这引起了关于AHE的报道如何与这种状态相协调的广泛争论。在这篇文章中,我们解决这一争议,提出新的中子衍射数据的单晶钴$_{1/3}$铌$_{2}$和分析,这意味着在这种材料的时刻顺序成一个非共线配置,但一个保持相同的折射对称性的共线相。我们提出了新的运输和磁光克尔测量表明,AHE签名坚持低于$T_N$的温度低至$T$ = 5 K,并坚定地将它们与远程反铁磁秩序。最后,我们表明,这些AHE签名可以定量再现的密度泛函理论(DFT)计算的基础上确定的晶格和自旋状态与中子衍射。这些综合的发现建立了“晶体霍尔效应”图片的准确性,它显示了这种效应如何从含有手性晶格对称性的化合物中的磁轨道形状中出现,而不管有序自旋构型的对称性如何。这些结果为发现反常霍尔材料指明了一条新的途径,并激发了对插层TMDC和其他含有反铁磁有序和手性晶格对称性的化合物的输运性质的有针对性的研究。
2022-12-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of altermagnetism in transition metal graphite intercalation compounds
本研究通过第一性原理计算揭示了钒插层石墨插层化合物中交替磁性的存在,展示了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct evidence for two-gap superconductivity in hydrogen-intercalated titanium diselenide
本研究通过磁输运、点接触谱和扫描隧道谱实验,首次为H插层TiSe$_2$超导体提供了双能隙结构的直接证据。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley-Selective Linear Dichroism and Excitonic Effects in Lieb-Lattice Altermagnets
本研究利用多体微扰理论,以单层Mn2WS4为候选材料,揭示了二维Lieb格点交替磁体中自旋谷依赖的激子选择定则,并发现单轴应变可解除谷简并实现自旋极化激子的选择性激发,为编码存储谷/自旋信息提供了新机制。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Consequences and control of multi-scale (dis)order in chiral magnetic textures
该研究针对过渡金属插层TMDs中原子尺度有序无序对集体磁行为影响的研究空白,利用S/TEM多成像模式探测多尺度有序性,揭示原子晶格变化调控介观自旋织构与体磁响应的机制,为手性磁相化合物的基础研究与自旋电子器件应用提供支撑。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling Mn intercalation and diffusion in NbSe$_2$ bilayers through DFTB simulations
State University of Campinas(坎皮纳斯州立大学);University of South Florida(南佛罗里达大学)
本研究通过DFTB模拟揭示了Mn在NbSe₂双层中的插入与扩散机制,发现Mn更倾向于插入和嵌入位置,且扩散路径具有可及性。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous metallic phase in molybdenum disulphide induced via gate-driven organic ion intercalation
过渡金属二硫属化合物具有丰富的相图,其主要特征是超导性和电荷密度波的相互作用,这常常导致电输运性质的异常。在这里,我们采用离子门控技术,实现了可调的,非挥发性的有机离子在二硫化钼(MoS $_{2}$)块体单晶的嵌入。我们证明,这种栅极驱动的有机离子嵌入诱导系统中的强电子掺杂,而不改变原始的$2H$晶体对称性,并触发出现的重入绝缘体到金属的过渡。我们发现,栅极诱导的金属状态表现出明显的异常的电阻率的温度依赖性与一个自然的解释为一个电荷密度波阶段,这是以前观察到的碱金属插层的MoS $_{2}$的发展签名。相对较大的温度下,观察到的异常($\sim$ $150$ K),结合没有任何迹象的掺杂诱导超导下降到$\sim$ $3$ K,表明这两个阶段可能是相互竞争,以确定电子掺杂的MoS $_2$的电子基态。
2022-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Itinerant A-type Antiferromagnetic Order in Co$_{0.25}$TaSe$_2$
本文研究了Co插层TaSe$_2$形成的Co$_{0.25}$TaSe$_2$,发现其在173 K以下形成A型反铁磁序,磁矩沿c轴排列且有序磁矩为1.35 $μ_B$,并揭示了ab面内存在微弱铁磁分量。
2024-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
The effect of Sn intercalation on the superconducting properties of 2H-NbSe2
2 H-NbSe_2是典型的层状过渡金属二硫属化合物超导体,其超导转变温度为7.3K。本文研究了Sn的嵌入对2 H-NbSe_2超导性质的影响。Sn是双金属,并且不像过渡金属那样具有外层d电子,人们天真地认为它对超导性能的影响将是非常微小的。然而,我们的磁性和输运研究表明,在Sn嵌入后,超导转变温度和上临界场[Tc和BC 2(0)]都显著降低。在仅有4摩尔% Sn嵌入的情况下,观察到Tc和BC 2(0)分别被抑制约3.5 K和3 T。对磁输运数据进行Werthamer-Helfand-Hohenberg(WHH)分析以估计BC 2(0)。从低温拉曼散射数据在正常相的插层NbSe 2,它被推断,超导电性的抑制不能归因于电荷密度波(CDW)有序的加强。的影响,如电子掺杂引起的费米面变化和/或无序散射嵌入时推测是在发挥所观察到的现象。
2018-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Comparative Electronic Structures of the Chiral Helimagnets Cr1/3NbS2 and Cr1/3TaS2
本文通过角分辨光电子能谱和密度泛函理论比较 Cr1/3NbS2 与 Cr1/3TaS2 的电子结构,揭示插层原子与主体晶格间的杂化介导磁交换相互作用,为通过能带工程调控自旋织构提供依据。
2023-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Very large magnetoresistance in Fe$_{0.28}$TaS$_{2}$ single crystals
磁矩嵌入到层状过渡金属二硫属化合物中是研究强各向异性、强自旋轨道耦合环境中与磁有序相关的丰富物理的极好体系。我们研究了Fe $_{0.28}$ TaS $_{2}$中的电子输运和磁化强度,这是一种居里温度为$T_{\mathrm{C}} \sim 68.8~$ K的高度各向异性铁磁体。我们发现异常的霍尔数据证实了这种材料的磁输运性质的自旋轨道耦合的主导地位,和一个非常大的场垂直于平面MR超过60%,在2 K,远大于典型的大块金属的MR,并与最先进的GMR薄膜异质结构,和小于只有在锰钙钛矿或高迁移率半导体CMR。即使在Fe $_x$ TaS $_2$系列中,对于当前的$x$ = 0.28的单晶,MR也几乎比以前在相称化合物Fe $_{0.25}$ TaS $_{2}$中发现的高$100\times$。在考虑替代方案后,我们认为大MR来自强自旋轨道耦合环境中的自旋无序散射,并建议这可以作为具有大MR的材料的设计原则。
2015-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of magnetic-field-tunable density waves in a layered altermagnet
研究利用STM/S在层状Co插层NbSe$_2$交错磁体中发现波长2a$_0$的三向电荷与自旋密度波及部分能隙,并证明面外磁场可调控其振幅和电子态密度。
2025-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Canted antiferromagnetic order in the monoaxial chiral magnets V$_{1/3}$TaS$_2$ and V$_{1/3}$NbS$_{2}$
Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用存在于形式$M_{1/3}T$ S $_{2}$($M$ $=$ 3d过渡金属,$T$ $\in$ {Nb,Ta})的过渡金属二硫属化物(TMDC)磁体中,假定嵌入物$M$在母体材料$T$ S $_2$的结构内形成$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$超晶格并破坏中心对称性。在这些系统中的DM和铁磁交换相互作用之间的竞争已被证明是稳定的拓扑缺陷称为手性孤子在选择插层TMDC,引发的兴趣,在基础物理和潜在的技术应用。在目前的文章中,我们报告我们的研究材料V $_{1/3}$ TaS $_2$和V $_{1/3}$ NbS $_2$,使用X射线粉末衍射,磁化和单晶中子衍射相结合。历史上被认为是铁磁体,我们的衍射结果反而揭示了这些化合物中的钒自旋在低温下排列成A型反铁磁结构。V $_{1/3}$ TaS $_2$和V $_{1/3}$ NbS $_2$的精细矩分别为1.37(6)$μ_{B}$和1.50(9)$μ_{B}$。根据磁化强度和中子衍射结果,得到了V $_{1/3}$ TaS $_{2}$的相变温度$T_{c}$ ~ $=$ ~ 32 K和V $_{1/3}$ NbS $_{2}$的相变温度50 K。我们将在低温阶段观察到的小净磁化归因于平面外方向上XY自旋的微妙($\sim$ 2 $^{\circ}$)倾斜。…
2020-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el