Controlling magnetic exchange and anisotropy by non-magnetic ligand substitution in layered MPX3 (M = Ni, Mn; X = S, Se)
最近在二维（2D）磁学的发现加强了对范德华（vdW）磁性材料的研究，并进一步提高了我们调整其磁性能的能力。反铁磁金属硫代磷酸盐MPX 3的可调磁性已被广泛研究。金属离子M的取代已被采用作为一个重要的技术，以工程的磁性在MPX 3。在这项工作中，我们研究了以前未探索的硫族元素X在MPX 3（M = Mn/Ni; X = S/Se）的取代。我们合成了MnPS_（3-x）Sex（0 < x < 3）和NiPS_（3-x）Sex（0 < x < 1.3）单晶，并研究了磁性随x的系统演化。我们的研究揭示了有效的调整磁相互作用和各向异性MnPS 3和NiPS 3硒取代后。这种有效的磁性工程提供了一个合适的平台，以了解低维磁性和开发未来的磁性器件。
2022-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the ligand states by surface functionalization: A new way to enhance the ferromagnetism of CrI3
新发现的2D磁性材料为基础物理和器件应用提供了新的机会。然而，它们的低居里温度（TC）是一个共同的缺点。本文结合磁性哈密顿量、Wannier函数和第一性原理计算，系统地研究了卤素功能化单层CrI3的磁性。发现X（X=F，Cl，Br）原子的吸附显著增加了磁交换耦合（EX）和磁各向异性（MA），并且随着X原子的覆盖度增加而增加。在超交换理论的框架下，由于X吸附原子对I配体的状态进行了改造，降低了Cr d和I p轨道之间的能量差，增加了跳跃强度，从而增强了EX。此外，X吸附原子可能提供额外的铁磁超交换通道。最后，发现一侧完全被F原子吸附的CrI3是一种室温铁磁半导体，温度为650 K。我们的研究结果不仅为原子吸附增强CrI3的铁磁性提供了深刻的理解，而且为提高二维磁性材料的铁磁性提供了一条有前途的途径。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy from interligand hopping in strongly correlated insulators: application to the magnon spectrum of CrI$_3$
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所）；CNR-SPIN Institute for Superconducting and other Innovative Materials and Devices（CNR-SPIN 超导及其他创新材料与器件研究所）
研究强关联绝缘体中配体跃迁引起的磁各向异性，通过有效方法计算自旋间交换相互作用，揭示CrI$_3$中自旋各向异性和磁子谱特性。
2026-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant magnetic anisotropy of Co, Ru, and Os adatoms on MgO (001) surface
大的磁各向异性能（MAE）对于纳米磁性器件是期望的和关键的。在这里，使用配位场能级图和密度泛函计算，我们很好地解释了最近的发现[I。G. Rau等人，Science 344，988（2014）]，MgO（001）表面上的单个Co吸附原子具有大于60 meV的大MAE。更重要的是，我们预测，一个巨大的MAE高达110 meV可以实现Ru吸附原子MgO（001），甚至更多的Os吸附原子（208 meV）。这是一个特殊的配位场，轨道多重态，和显着的自旋轨道相互作用的联合作用，在中间自旋态的Ru或Os吸附原子的表面氧的顶部。巨大的MAE可以提供一条通往原子级存储器的途径。
2015-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Engineering Curvature Induced Anisotropy in Thin Ferromagnetic Films
研究了大曲率对具有非局域偶极能的铁磁薄膜微磁能的影响。我们预测偶极相互作用和表面曲率可以产生垂直各向异性，这可以通过工程控制一种特殊类型的周期性表面形状结构。通过膜中的显著表面粗糙度可以实现类似的效果。我们表明，在一般的各向异性可以指向任意方向，这取决于表面曲率。我们提供这些周期性表面结构的简单例子来演示如何在薄膜中设计特定的各向异性。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulating Super-Exchange Strength to Achieve Robust Ferromagnetic Couplings in Two-Dimensional Semiconductors
低维半导体铁磁体由于其在纳米自旋电子学中的应用前景而引起了人们的广泛关注。然而，实现强大的铁磁耦合，可以在高温下生存的限制由两个决定性因素：超交换耦合和各向异性。尽管低维各向异性得到了广泛的研究，但加强超交换耦合的研究却很少。在这里，我们发现低电负性的配体可以增强铁磁超交换耦合，并进一步提出了提高低维铁磁体居里温度的配体调制策略。在金属CrX_2（X = S，Se，Te）族的基础上，用卤化物取代配体原子，可以形成稳定的半导体相CrSeCl，CrSeBr和CrTeBr。有趣的是发现，当从S取代到Se和Te时，最近的铁磁超交换耦合可以被加强。这种演变源于电子跳跃积分的增强和d和p轨道之间的能量间隔的减小。而离域的p-p相互作用也有利于次近邻的反铁磁耦合。最后，将配体调制策略应用于其他铁磁单层膜，进一步验证了我们的理论，并为低维超交换耦合的控制提供了一个基础性的认识。
2019-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Engineering spin-orbit torque in Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
为了解决尺寸减小的自旋电子器件的热稳定性问题，我们研究了具有强垂直磁各向异性的Co/Pt多层膜中的自旋轨道力矩。注意，自旋-轨道力矩是由来自每个Co层的顶部和底部界面的自旋电流的全局不平衡引起的。通过插入Ta或Cu层来加强自顶向下的不对称性，可以在不损害垂直磁各向异性的情况下极大地修改自旋-轨道扭矩效率。最重要的是，效率随着层数的增加而增加，从而在多层结构中同时实现稳健的热稳定性和高自旋轨道扭矩效率。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Magnetic Anisotropy in Permalloy Films via Atomic Force Nanolithography
Université de Liège（列日大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imec（微电子研究中心）
该研究利用原子力纳米光刻技术在永磁合金薄膜中精确调控磁各向异性，通过微米尺度沟槽阵列诱导平面单轴各向异性，展示出可控的磁性硬性调制及磁域结构定向设计。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The princess and the pea: on the outsized role of inter-layer ligands in copper-pyrazine antiferromagnets
我们调查的原因交换各向异性在一个家庭的铜基，准二维材料具有非常相似的几何形状。这个家族的区别主要在于层间分离，但即使在基面内也有非常不同的磁相互作用。我们使用密度泛函理论和Wannier函数对两个互补的紧束缚模型进行参数化，并表明Cu（II）离子之间的超交换主要由以铜原子为中心的混合Cu-吡嗪轨道之间的空间相互作用决定。我们发现这种交换相互作用的强度与跨化合物的同源几何特征之间没有相关性，例如Cu和吡嗪键长和附近反离子的取向。我们发现，吡嗪倾斜角不影响铜吡嗪铜交换，因为最低未占分子轨道上的吡嗪是在一个非常高的能量（相对于前线轨道，这是铜为基础的）。我们的结论是，在晶体结构牢固建立之前，这一系列材料中磁相互作用的各向异性在很大程度上是不可预测的-这是由于非同源的几何特征，例如以前被认为是良性的层间有机配体。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemical Engineering of Altermagnetism in Two-Dimensional Metal-Organic Frameworks
Instituto de Ciencia Molecular, Universitat de València（分子科学研究所，瓦伦西亚大学）
研究通过化学策略在二维金属有机框架中实现交替磁性 spin 分裂，利用 DFT 计算展示替换对称性配体诱导 g 波 spin 分裂达 65 meV，并通过分子轨道工程诱导 d 波 anisotropy，为下一代自旋电子器件设计提供新方法。
2025-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Chemical functionalization, electronic and dielectric properties of hybrid organic-tin layers
利用第一性原理计算研究了锡单分子膜（锡烯）上吸附的小分子有机配体的带隙调谐和介电性质。利用密度泛函理论进行的电荷密度分析表明，配体被化学吸附在锡烯上，并且其中一些基团可以在原来的金属锡烯中打开带隙。此外，多体GW计算表明，裸和配体吸附锡烯的介电性质具有较大的各向异性。我们的发现，一个有限的差距开辟了一条道路，理性的理论设计功能化的二维锡烯。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Anisotropy in Two-dimensional van der Waals Magnetic Materials and Their Heterostructures: Importance, Mechanisms, and Opportunities
本文综述了二维范德华磁性材料中磁各向异性的重要性、基本机制及调控方法，旨在推动室温自旋电子学应用的发展。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Robust magnetic anisotropy of a monolayer of hexacoordinate Fe( ii ) complexes assembled on Cu(111)
三吡唑基硼酸配体施加一个刚性支架周围的Fe（ii），确保一个强大的磁各向异性时，组装成单层的分子遭受的基板/真空界面的不对称环境。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetic Anisotropy Energy of MoS$_2$-supported Mn$_{12}$ complexes by Electric Field: A First-Principles Study
本文利用第一性原理计算研究了Mn$_{12}$单分子磁体在MoS$_2$单层上的吸附，发现负电场能有效调控电荷转移和能带排列，从而显著改变其磁各向异性能，为表面负载单分子磁体的电场调控提供了启示。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-reversal energy barriers of 305 K for Fe$^{2+}$ $d^{6}$ ions with linear ligand coordination
用量子化学方法计算了Li $_3$ N中具有$D_{6h}$点群对称性的Li离子位上的二价Fe $^{2+}$ $d^6$替代物的磁各向异性能为305 K.这是类似的值通过相同的方法计算和实验证实的线性配位的单价Fe $^{1+}$ $d^7$物种，其中最大的迄今为止在单分子磁体的研究领域。因此，我们的从头计算结果标志着一个新的令人兴奋的探索路径，在寻找优良的单分子磁体，植根于$d_{xy}^{1.5} d_{x^2-y^2}^{1.5} d_{z^2}^1 d_{yz}^1 d_{zx}^1$配置的$d^6$过渡金属离子与线性或准线性最近邻协调。即使对于低于$D_{6h}$的对称性，这种$d^6$轴向各向异性也可以保持稳健，前提是配体和远邻环境经过设计，使得$d_{xy}^{1.5} d_{x^2-y^2}^{1.5} d_{z^2}^1 d_{yz}^1 d_{zx}^1$ - $d_{xy}^{1} d_{x^2-y^2}^{1} d_{z^2}^2 d_{yz}^1 d_{zx}^1$分裂保持足够大。
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switching of Perpendicularly Polarized Nanomagnets with Spin Orbit Torque without an External Magnetic Field by Engineering a Tilted Anisotropy
自旋轨道力矩（SOT）提供了一种有效的方式产生自旋电流，有望显着降低开关纳米磁体所需的电流。然而，由于对称性原因，面内电流生成的SOT不能确定性地切换垂直极化的磁体。另一方面，对于高密度数据存储应用，垂直极化磁体优于面内磁体，因为它们在超尺度尺寸中具有显著更大的热稳定性。在这里，我们表明，它是可能的开关垂直极化的磁铁SOT，而不需要一个外部磁场。这是通过设计磁体中的各向异性来实现的，使得磁易轴稍微倾斜远离膜法线。这种倾斜的各向异性打破了问题的对称性，并使确定性地切换磁体成为可能。使用一个简单的Ta/CoFeB/MgO/Ta异质结，我们证明了可逆的磁化切换通过反转所施加的电流的极性。该演示提出了一种新的方法来控制纳米磁体与自旋轨道扭矩。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring charge density distribution and electronic properties of hybrid organic-germanium layers
利用第一性原理计算研究了二维锗单层膜（锗烯）上吸附的小分子有机配体的带隙调谐和介电性质。我们发现，这些小基团的吸附保留了最初稳定的独立原始屈曲锗纳米结构。电荷密度和化学键分析表明，配体的化学吸附在锗层。最后，我们证明了裸锗烯和配体吸附锗烯的介电性质具有很大的各向异性。我们的研究结果表明，一个有限的差距打开了一条道路，合理设计的纳米结构与可能的应用在生物传感器和太阳能电池。
2020-06-01 cond-mat.mtrl-sci
In-plane anisotropic faceting of ultralarge and thin single-crystalline colloidal SnS nanosheets
大的薄的二维（2D）纳米片的胶体合成是迷人的，但具有挑战性的，因为沿横向和垂直尺寸的生长需要独立控制。二维纳米片中的面内各向异性也引起了更多的关注。我们提出了一种新的合成大胶体单晶SnS纳米片的厚度下降到7 nm和横向尺寸高达8 μ m。该合成使用三辛基膦-S（TOP-S）作为硫源和油酸（有或没有TOP）作为配体。在调节封端配体量时，生长方向可以在各向异性方向（扶手椅和Z字形）和各向同性方向（“阶梯”方向）之间切换，导致边缘形态各向异性。这是第一个报告的大薄SnS NS与可调的边缘小面的溶液相合成。此外，电子输运测量显示出强烈的依赖于确认结构各向异性的结晶方向。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Designing magnetic properties in CrSBr through hydrostatic pressure and ligand substitution
本研究通过静水压和配体取代（Cl合金化）两种方法调控二维层状半导体CrSBr的A型反铁磁性质，发现其能改变层间交换能、Néel温度及磁各向异性，并首次实现层间耦合从反铁磁到铁磁的化学转变。
2022-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Magnetic States and Magnetoresistance in Bisegmented Co-Ni Jellyfish Nanowires via Interplay of Shape and Magnetocrystalline Anisotropies
Institute of High Technologies and Advanced Materials, Far Eastern Federal University（远东联邦大学高等技术与先进材料研究所）；Sakhalin State University（萨哈林国立大学）
本研究制备双段Co-Ni水母纳米线，通过调控形状与磁晶各向异性实现磁态切换，并编程各向异性磁电阻，为功能性磁性纳米材料设计提供蓝图。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of single CsPbBr3 perovskite quantum dots synthesized by a modified ligand-assisted reprecipitation method
Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，ENS，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Université Paris-Saclay, ENS Paris-Saclay, Centrale Supélec, CNRS, LuMIn (UMR 9024)（巴黎萨克雷大学，巴黎萨克雷高等师范学院，中央理工-苏佩莱克学院，法国国家科学研究中心，LuMIn联合研究单位）；Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, CNRS, Laboratoire SPMS (UMR8580)（巴黎萨克雷大学，中央理工-苏佩莱克学院，法国国家科学研究中心，SPMS实验室）
改进的LARP合成方法实现了单个CsPbBr3钙钛矿量子点的高光学性能，通过后合成尺寸修剪和表面钝化技术，获得稳定的单光子发射。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Insights into Surface and Ligand Effects in Stoichiometric HgTe Quantum Dots
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
通过原子模拟揭示HgTe纳米团簇从限域主导到表面影响的电子结构转变，并发现中性配体能有效消除表面局域态，为红外光电子功能设计提供指导。
2026-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Iron porphyrin molecules on Cu(001): Influence of adlayers and ligands on the magnetic properties
用密度泛函理论和X射线吸收光谱研究了Fe八乙基卟啉（OEP）分子在Cu（001）表面的结构和磁性.分子已被吸附在裸露的金属表面上，并在氧气覆盖的表面上，这表明了$\sqrt{2}\times2\sqrt{2}R45^{\circ}$重建。为了允许从求和规则分析和DFT得到的磁矩之间的直接比较，我们计算的偶极项$7< T_z>$，这也是重要的，鉴于分子的磁各向异性。测量的X射线磁性圆二色性显示出对光子入射角的强烈依赖性，我们可以将其与$7< T_z>$的巨大值联系起来，例如，在Cu（001）上$7< T_z>$为-2.07\，正入射的\mbo{}导致有效自旋矩$m_s + 7< T_z>$减小。还进行了计算，以研究可能的配体，如Cl和O原子对分子的磁性和分子与表面之间的相互作用的影响，因为实验光谱显示出明显的依赖于配体，这是用来稳定在气相中的分子。这两种类型的配体削弱了表面和卟啉分子之间的杂化，改变了分子的磁自旋状态，但在X-射线吸收的变化是明确相关的残余Cl配体。
2013-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of perpendicular magnetic anisotropy and its electric field-induced change through interface engineering in Cr/Fe/MgO
最近，证明了Cr/Fe/MgO的垂直磁各向异性（PMA）及其电压控制（VC）（Physical Review Applied 5，044006（2016））。在这项研究中，我们揭示了大的电压引起的各向异性变化的Cr/Fe/MgO的起源。Cr/Fe/MgO的化学结构的分析揭示了Cr原子的存在在Fe/MgO界面附近，这可以影响磁各向异性（MA）和它的VC。我们发现，PMA及其VC可以通过在Fe/MgO界面处控制Cr掺杂来增强。对于有效PMA为0.8 MJ/m3的Cr/Fe（5.9 μ m）/Cr（0.7 μ m）/MgO，证明了370 fJ/Vm的压控磁各向异性（VCMA）效应的最大值。
2016-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Magnetoresistance and Magnetic Anisotropy in CrSBr
本研究通过聚合物基底热冷却传递压缩双轴应变，显著增强少层CrSBr的磁阻与磁各向异性（易轴方向增强两倍），奈耳温度小幅降约10K，第一性原理计算验证了层间交换耦合等的应变调控作用，为二维磁半导体在自旋电子学等领域的应用提供了关键调控手段。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Engineering the magnetic anisotropy of atomic-scale nanostructure under electric field
原子尺度的磁性纳米结构是未来信息处理设备的有希望的候选者。利用外部电场来操纵它们的磁性是一个特别令人兴奋的项目。在这里，通过仔细识别每个原子轨道的铁磁金属薄膜的磁各向异性能（MAE）的不同贡献，我们认为，它是可能的工程师的MAE和原子尺度的磁性纳米结构的电场的磁响应。以铁单层为基质，我们提出了几个有趣的铁纳米结构具有显着不同的磁性。这种纳米结构可以表现出很强的磁电效应。我们的工作为人工设计电控磁性器件开辟了一条新的途径。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci
A Molecular Approach for Engineering Interfacial Interactions in Magnetic-Topological Insulator Heterostructures
控制磁性/拓扑绝缘体异质结构中的界面相互作用是出现新的自旋相关电子现象的主要挑战。对于任何依赖邻近效应的异质结构的合理设计，理想情况下应该保留每个组件的整体属性，同时调整界面处的相互作用。然而，在大多数无机界面相互作用太强，因此扰动，甚至淬火，在界面的每一侧的磁矩和拓扑表面状态。在这里，我们表明，这些属性可以通过使用配体化学来调整磁性离子与表面状态的相互作用来保持。通过在Bi $_2$ Te $_3$薄膜的表面上沉积Co基卟啉和酞菁单层，形成了稳健的界面，其保留了未掺杂的拓扑表面状态以及二价Co离子的原始磁矩。所选择的配体允许我们在该弱相互作用范围内调节界面杂化。这些结果，这是在与Co酞菁的相互作用诱导的Bi $_2$ Se $_3$的第一个五重层的表面状态的观察到的抑制形成鲜明对比，证明了平面金属有机分子的能力，跨越从强到弱的限制的相互作用。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic structure and magnetic anisotropy for nickel-based molecular magnets
四镍分子磁体[Ni（hmp）（ROH）Cl] $_4$（其中R=CH $_3$，CH $_2$ CH $_3$，或（CH $_2$）$_2$ C（CH $_3$）$_3$和hmp $^-$是2-羟甲基吡啶的单阴离子）的最新磁性测量揭示了在外部磁场反转之前的强交换偏置以及低温下电子顺磁共振峰的异常。为了理解交换偏置和观察到的异常，我们计算了Ni $_4$分子与三种不同的配体的电子结构和磁性，采用密度泛函理论。考虑到优化结构中可能存在的共线自旋组态，我们确定了最低能态的总自旋为S=0，这与实验不符。我们还计算了所有三种类型的Ni $_4$分子的磁各向异性势垒在4-6 K的范围内。
2004-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Twist Engineering of Anisotropic Excitonic and Optical Properties of a Two-Dimensional Magnetic Semiconductor
University of Michigan（密歇根大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Applied Physics Program, University of Michigan（密歇根大学应用物理项目）；The University of Texas at Dallas（德州大学达拉斯分校）
本文通过扭转工程调控二维磁性半导体CrSBr，实现双层结构中磁矩、介电各向异性、激子能量及线性二色性的连续可调，并建立激子能量模型，推动纳米光学与自旋电子学应用。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Phononic Anisotropy and Unusual Anharmonicity of Phosphorene: Interlayer Coupling and Strain Engineering
磷烯是一种新兴的二维直接带隙半导体材料，具有不同于石墨烯、二硫化钼等二维材料的独特结构和电子性质，在纳米电子和光电领域具有广阔的应用前景。声子作为最重要的集体激发之一，是器件性能的核心，因为它们与电子和光子的相互作用决定了材料的载流子迁移率和发光效率。在这里，通过详细的第一性原理研究，它表明，单层磷烯表现出巨大的声子各向异性，值得注意的是，这种各向异性是完全相反的，它的电子对应，可以有效地调整应变工程。通过对单层磷烯的整个布里渊区进行采样，发现了几个“隐藏”方向，沿着这些方向，小动量声子被应变“冻结”，具有最小程度的非谐性。出乎意料的是，这些“隐藏”的方向与通常研究的扶手椅和曲折方向有本质的不同。光也洒在层间耦合的各向异性少层磷烯通过检查刚性层振动。磷烯的这些高度各向异性和应变可调的特性为其在热管理、热电子学、纳米电子学和声子学中的应用提供了新的可能性。
2015-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Engineering magnetic anisotropy and the surface of epitaxial Fe films using ion beam erosion; unveiling self-assembly and tunability
本研究通过离子束刻蚀调控MgO(001)上外延超薄Fe膜的表面结构与磁各向异性，诱导出可逆的单轴各向异性及(2x2)表面重构，为自组装现象探索提供了新途径。
2023-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic study of a feasibility of the magnetic anisotropy engineering in nano-structured epitaxial films of (III,Mn)V ferromagnetic semiconductors
本文用有限元法模拟了（Ⅲ，Mn）V铁磁半导体的表观磁各向异性，探讨了这种磁各向异性的可实现性。最具代表性的情况下（Ga，Mn）As和它的面内单轴各向异性进行了研究。的铁磁半导体的连续膜以及膜结构的椭圆形反点的磁滞回线建模为各种偏心率，取向，和分离的反点。反点对磁各向异性的影响得到证实，但总体上被发现是非常弱的。随后的模拟（Ga，Mn）As膜的椭圆形点包括金属NiFe显示出更强的效果，揭示了切换的磁矩的铁磁半导体由切换行为的金属夹杂物。
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Strain engineering of the magnetic anisotropy and magnetic moment in NdFeO3 epitaxial thin films
应变工程是调节ABO 3钙钛矿氧化物薄膜的各种功能的有力手段。稀土正铁氧体RFeO 3材料，如NdFeO 3（NFO），由于其有趣的磁性以及它们的技术潜在应用，特别是作为薄膜，而引起了人们的极大兴趣。在这里，使用大量的互补和先进的技术，我们表明，NFO外延薄膜，成功地生长脉冲激光沉积（001）-SrTiO 3，显示出较强的磁各向异性低于临界厚度tc为54 nm，与对称性和域图案变化相关的结构修改的发生。通过改变拉伸失配应变通过降低膜厚度低于tc，在和面外磁化的幅度可以连续调谐，而它们的比率保持不变。此外，应变和弛豫薄膜表现出不同的低温磁性行为，表明应变诱导的结构状态影响磁相稳定性。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Ligand Mediated Magnetic Coupling Across Metamagnetic Transitions in CrPS4
European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut NEEL（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、NEEL研究所）；Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano（米兰理工大学物理系）
利用X射线磁圆二色性和量子多体计算，揭示了CrPS4中金属-配体共价性在变磁转变中的作用，阐明了涉及P和S原子的超交换路径在不同磁相中的耦合机制。
2026-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality Engineering of Magnetic Anisotropy from Anomalous Hall Effect in Synthetic SrRuO3 Crystals
本文通过设计 SrRuO3/SrTiO3 氧化物超晶格，研究了维度对相关氧化物磁各向异性的影响，发现三原胞厚 SrRuO3 的反常霍尔效应矫顽场提升 1500%，揭示了晶格与轨道杂化各向异性的调制机制，为合成磁性晶体的自旋序工程提供了新途径。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Engineering of Magnetic Anisotropy in Epitaxial Films of Cobalt Ferrite
在本研究中，通过在外延畸变钴铁氧体Co $ _{x} $ Fe $ _{3-x} $ O $ _{4} $（x = 0.72）（001）薄膜中诱导超过3%的晶格畸变，证明了在该研究中，可达到$K_{\mathrm{u}}=6.1\pm0.8$ MJ m $^{-3}$的永磁各向异性（PMA）能量。虽然薄膜材料不包括稀土元素或贵金属，但观察到的$ K_{u} $大于用于高性能永磁体的钕铁硼化合物的$ K_{u} $。大的PMA归因于显著增强的磁弹性效应，这在具有外延晶格结构的畸变膜中是显著的，在引入成分为Mg $ _{2-x} $ Sn $_{1+x}$ O $ _{4} $的畸变控制层后。令人惊讶的是，诱导的$ K_{u} $可以定量地解释在Co $ ^{2+} $和唯象磁弹性模型的局部晶体场之间的协议，表明诱导的$K_u$的线性响应是足够有效的，即使在晶格畸变高达3.2%。使用铁氧体的非磁性尖晶石层来控制四方晶格变形可能是开发具有大磁各向异性的材料的有前途的协议。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Orbital Engineering in Three Dimensional Halide Perovskites towards Two Dimensional Properties with Strong Anisotropy
双钙钛矿A2 B（I）B（III）X6（A=一价阳离子; B（I）/B（III）=金属阳离子; X =卤素）作为无Pb（II）替代物的发现引起了广泛关注，使得可以引入d-区金属阳离子（例如，d 0和d10）转化为卤化物钙钛矿。然而，目前，有相当有限的见解为d-区金属阳离子为基础的卤化物钙钛矿的潜在的成键轨道。在这里，我们提出了一种轨道工程策略，通过合理控制金属阳离子的d轨道与卤化物p轨道杂化，在三维（3D）卤化物钙钛矿中构建二维（2D）电子结构。以Cs_2Au（I）Au（III）I_6为例，利用第一性原理计算，证明了通过两种不同d轨道构型的金属阳离子的结合，可以同时实现导带和价带的平坦化.预测的载流子迁移率在Cs2 Au（I）Au（III）I6中沿面内和面外方向显示出巨大的各向异性，进一步证实了2D电子性质。此外，还观察到了各向异性的静态双电子常数和杨氏模量。更重要的是，发现Cs2 Au（I）Au（III）I6在卤化物钙钛矿中具有优异的机械柔性和超小的剪切模量。我们的工作为实现三维卤化物钙钛矿的低维电子特性提供了有价值的指导。
2019-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Engineering magnetic anisotropy and ferromagnetism in topological Kagome metal GdV6Sn6 via Nd substitution
University of Arkansas（阿肯色大学）；Wichita State University（威奇托州立大学）
本研究通过Nd替代Gd，将Kagome金属GdV6Sn6的复杂磁基态调控为类铁磁态，并引入磁各向异性，揭示了稀土替代在调控磁性和磁输运行为中的作用。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering of magnetic anisotropy in the kagome magnet Fe3Sn2
该研究利用机械应变在室温透射电镜下实现对kagome磁体Fe3Sn2中磁织构的可逆调控，通过改变各向异性切换斯格明子磁化方向，为应变控制自旋电子器件提供新途径。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Magnetic Properties of Zigzag Structured Thin Films via Interface Engineering and Columnar Nano-structuring
本研究通过界面工程和柱状纳米结构调控锯齿形薄膜的磁性能，发现界面诱导各向异性可实现从各向同性到各向异性的可调磁响应，为自旋电子学应用提供新途径。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Materials Supported in Two-Dimensional van der Waals Metal-Organic Frameworks with Optical Anisotropy Switching via Twist-Engineering
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；IMDEA Nanociencia（IMDEA纳米科学研究所）
通过扭动工程设计，利用二维范德瓦尔金属有机框架构建一维材料，实现光学各向异性调控与切换。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Raman Scattering and Mobility in Monolayer 1Td-ReS2 Controlled by Strain Engineering
二维过渡金属二硫属化合物（TMDs）的电子结构和迁移率截止率调控因其在电子器件设计中的潜力而受到广泛关注。基于密度泛函理论，从理论上确定了单分子层唯一畸变1 T（1 Td）ReS 2在外加应变作用下的各向异性拉曼散射和迁移率截止率.利用类Ag、类Eg-like和Cp模型的角相关拉曼光谱对结构各向异性进行了判别和分析，并利用应变调整了ReS 2的结构对称性和电子结构，使迁移率截止率提高了近6倍。我们的研究结果表明，应变工程在高品质的半导体开关器件中的应用。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unlocking klockmannite: formation of colloidal quasi-2D CuSe nanocrystals and photo-physical properties arising from crystal anisotropy
University of Rostock（罗斯托克大学）；Pidstryhach Institute for applied problems of mechanics and mathematics of NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院彼德里哈赫应用力学与数学问题研究所）
通过热注入法合成准二维CuSe纳米晶，揭示晶格各向异性对光物理性质的影响。
2025-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Built-in Electric-Field-Control of Magnetic Coupling in van der Waals semiconductors
二维半导体中磁性的电控制对于新兴的纳米级低耗散自旋电子器件具有极大的兴趣。在这里，我们提出了一种通用的方法，通过超原子离子的吸附产生的内置电场调谐磁耦合和范德瓦尔斯（vdW）的二维磁性半导体的各向异性。利用第一性原理计算，我们预测了当二维半导体被超原子阳离子和阴离子夹在中间时，铁磁（FM）耦合的显著增强和磁各向异性的巨大变化.内建的电场直接影响磁耦合，提高了介导配体轨道的能级，增强了超交换相互作用。这些发现将是感兴趣的离子门控控制的铁磁体和磁电子学的基础上VDW 2D半导体。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Ligand Directed Self-Assembly of Bulk Organic-Semiconductor/Quantum-Dot Blend Films Enables Near Quantitative Harvesting of Triplet Excitons
单重态裂变（SF）是一种发生在有机半导体中的激子倍增过程，它提供了一种突破单带隙光子学（PV）中Shockley-Queisser极限的方法。如果由SF产生的三重态激子可以转移到无机量子点（QD），在那里它们辐射重组，则实现基于SF的光子倍增，将单个高能光子转换为两个低能光子。这种SF光子倍增膜（SF-PMF）可以将最好的Si-PV的效率从26.7%提高到32.5%。但是，在由有机相的适当形态组成的这种膜内需要精确的纳米级形态，从而允许有效的SF，其中QD发射体在数十nm的长度尺度上良好地分散，以能够有效地收获三重态。然而，有机-QD共混物中的各个组分由于其尺寸、形状和表面能的不匹配而具有聚集和相分离的倾向，这一直是一个长期存在的问题。在这里，我们展示了一个量子点表面工程的方法，使用电子活性，高度可溶性的半导体配体相匹配的SF材料，这使我们能够直接的自组装过程产生溶液处理的薄膜，分散良好的量子点和最小的聚集，其特征在于通过X射线和中子散射和电子显微镜。稳态和时间分辨光谱表明，薄膜支持有效的SF（190%的产率）在有机相和定量的三重态能量转移通过有机量子点界面，导致95%的三重态激子被收获的量子点。我们的研究结果建立了SF-PMF作为一个非常有前途的架构，利用SF过程，以提高光伏效率，也提供了一个高度通用的方法，以克服在有机半导体与量子点共混的挑战。
2020-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Engineering polar discontinuities in honeycomb lattices
最近在中心对称立方材料（如LaAlO $_3$和SrTiO $_3$）之间的氧化物界面处观察到了前所未有的迷人现象，其中跨越边界的极性不连续引起极化电荷和电场，其驱动金属-绝缘体转变，在界面处出现自由载流子。这些系统的二维类似物是可能的，蜂窝晶格可以提供一个肥沃的操场，这要归功于它们的多功能性和石墨烯及相关材料的广泛实验工作。在这里，我们提出了不同的现实途径，工程师极性不连续性之间的界面蜂窝晶格，并支持这些建议与广泛的第一性原理计算。两个广泛的方法进行了讨论，这是基于（i）纳米带，其中对真空出现的极性不连续性，和（ii）选择性官能化，其中共价配体被用来工程极性不连续性的选择性或总官能化的母系统。所有被考虑的案例都有可能在超薄和灵活的太阳能设备以及微电子和纳米电子领域提供创新应用。
2014-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Engineering Enables Deterministic Ensemble Polarization Control in Hexagonal Boron Nitride
University of Delaware（特拉华大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国家物质材料研究所）
本文提出对称工程策略，通过纳米脊阵列施加各向异性应变，在六方氮化硼的硼空位系综中恢复集体光学各向异性，实现与晶体取向无关的确定性偏振对齐，为偏振定义的系综自旋读出和光子集成奠定基础。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Iron-based trinuclear metal-organic nanostructures on a surface with local charge accumulation
配位化学依赖于利用有机基质中的活性金属位点。多核配合物-由有机配体结合到几个金属原子的簇组成，由于其电子/磁性和功能反应途径的潜力而特别令人感兴趣。然而，它们的合成仍然具有挑战性;仅实现了有限数量的几何形状和配置。在这里，我们合成-通过超分子化学在贵金属表面-一维金属有机纳米结构组成的三联吡啶（tpy）为基础的分子与明确定义的多核铁簇。通过低温扫描探针显微镜技术和密度泛函理论相结合，我们证明了该配位基序由共面的tpy通过线性三铁节点连接在一个混合（正）价，金属-金属键配置。这种不寻常的连接是稳定的阳离子，配体和表面之间的界面上的电子的局部积累。后者通过自下而上的表面合成实现，暗示了化学活性金属中心，并为具有新型催化和磁性功能的纳米材料工程打开了大门。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Engineering 2D high-temperature ferromagnets with large in-plane anisotropy via alkali-metal decoration in a tetragonal CoSe monolayer
Yanshan University（燕山大学）
通过第一性原理计算，发现碱金属修饰可使四方CoSe单层转变为具有平面易轴的铁磁体，其中LiCoSe为半金属，其磁序和各向异性能量显著增强，NaCoSe具有最高各向异性能量和良好的应变调控居里温度。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Surface aligned magnetic moments and hysteresis of an endohedral single-molecule magnet on a metal
单分子磁体Dy $_2$ ScN@C $_{80}$中的内面单元与铑（111）基底之间的相互作用导致Dy 4 $f$轨道的排列。Dy $_2$ ScN平面平行于表面的所得取向是从X射线吸收光谱的角各向异性的比较和在相应的配体场中的多重态计算推断的。X射线磁性圆二色性（XMCD）也是角度依赖性的，并且是强磁晶各向异性的信号。这直接关系到几何结构和磁结构。在样品温度为$\sim4$ K时，不同覆盖率的元素比磁化曲线表现出磁滞现象。从测得的磁滞曲线，我们估计零场剩磁寿命在X射线曝光的子单层约为30秒。
2015-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic domain engineering in antiferromagnetic CuMnAs and Mn$_2$Au devices
本文通过器件图形化和应变工程调控 CuMnAs 与 Mn2Au 反铁磁薄膜的磁畴结构，结合 X 射线显微实验和理论模型揭示边缘各向异性与磁弹相互作用的共同作用机制，为反铁磁自旋电子器件的可扩展磁序控制奠定基础。
2023-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhanced Stability and Linearly Polarized Emission from CsPbI$_3$ Perovskite Nanoplatelets through A-site Cation Engineering
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；University of Oxford（牛津大学）；Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；Sun Yat-sen University（中山大学）
通过A位阳离子工程提升CsPbI$_3$纳米片的稳定性与线极化发射性能
2025-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Two-dimensional Ferromagnetic van der Waals CrX3 (X=Cl, Br, I) Monolayers with Enhanced Anisotropy and Curie Temperature
在最近广泛研究的范德瓦尔斯层状磁体CrX_3（X=Cl，Br，I）中，CrCl_3单层（ML）特别令人困惑，因为它仅由实验表明具有面内磁易磁化轴，而且，所有以前的第一性原理计算结果都与此相矛盾。通过系统的第一性原理计算，揭示了CrCl 3 ML的面内易磁化轴是由其面内形状各向异性决定的.为了将CrCl3 ML的面内铁磁性调整为所需的垂直铁磁性，我们提出用等价钨（W）取代Cr。发现CrWCl_6具有很强的垂直磁各向异性，居里温度高达76 K。我们的工作不仅提供了深入了解范德华ML的二维铁磁性，但也揭示了新的光工程纳米器件的性能。
2019-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Ice-Templated W-Cu Composites with High Anisotropy
控制自组装结构中的各向异性使得能够工程化具有高度定向响应的材料。在这里，我们利用冰墙在热梯度中的各向异性生长来组装各向异性耐火金属结构，然后用Cu渗透以制造复合材料。使用实验和模拟，我们展示了钨铜复合材料的具体例子的电和机械性能的各向异性的影响。将结果与通过标准粉末冶金方法制造的各向同性钨-铜复合材料进行比较。我们的研究结果有可能推动更高效材料的开发，用于电网和太阳能-热能转换系统。本文提出的方法可用于各种难熔金属和陶瓷，这为设计和功能化具有高度方向性的新型各向异性承载混合金属复合材料提供了机会。
2017-08-22 cond-mat.mtrl-sci
