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非金属掺杂单层InSe的磁性：第一性原理研究
摘要： 为开发基于InSe的自旋电子器件，向单层InSe中引入磁性至关重要。本研究通过第一性原理计算，探究了非金属元素（H、B、C、Si、N、P、As、O、S、Te、F、Cl、Br和I）掺杂单层InSe的电子与磁学性质。结果表明：在富铟条件下，VA族、VIA族和VIIA族原子可能替代Se位点；仅当掺杂具有奇数价电子数的非金属受主时，InSe才会呈现磁性，其中硼掺杂InSe表现为半金属性；而VIIA族掺杂因形成In-In共价键而不显示磁性。本研究为单层InSe自旋电子器件的开发提供了重要指导。
关键词： 非金属掺杂、单层InSe、磁性、半金属、In-In共价键
更新于2025-09-10 09:29:36
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零磁矩半金属中的成像域
摘要： 我们有多种方法可通过探测杂散场分布来研究铁磁体表面的磁畴，但这些方法不适用于不产生杂散场的反铁磁体或补偿亚铁磁体。补偿亚铁磁半金属的发现使得利用偏振光直接观测局域磁化状态成为可能。以Mn2RuxGa为例，其具有两个不等价但反向排列的Mn子晶格（磁矩大小相等方向相反），但仅其中一个子晶格在费米能级贡献自旋极化传导电子。该材料外观类似反铁磁体，但从电子结构角度看却类似于自旋极化铁磁金属。其各向异性轴垂直于薄膜平面，这使得通过极向磁光克尔效应可直接成像磁畴。通过克尔显微镜已对Mn2Ru0.4Ga成分薄膜的磁畴结构进行成像并绘制了磁滞回线。该薄膜磁畴尺寸约20微米，具有蜿蜒磁畴壁且分形维数Df=1.85。我们的研究为无净磁矩的磁性有序材料开辟了新的直接成像途径。
关键词： 补偿铁磁体、Mn2RuxGa（MRG）、半金属、克尔显微镜、反铁磁畴壁
更新于2025-09-10 09:29:36
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Cd1-xZnxCr2Se4铬硒尖晶石的磁性、半金属性与电子特性研究
摘要： 我们研究了磁场强度高达15 T条件下，(0.35 ≤ x ≤ 0.55)组分的晶体Cd1-xZnxCr2Se4尖晶石的磁性。发现总磁矩、居里温度、晶格参数和交换积分均随锌掺杂量增加而降低。采用全势增广平面波(FP-LAPW)方法进行的第一性原理计算，结合广义梯度近似(GGA)与修正贝克-约翰逊(mBJ)势来修正能隙，研究了材料的磁性和电子结构。计算结果与实验数据高度吻合。研究表明体系中存在铁磁(FM)与反铁磁(AFM)相互作用的竞争：超交换机制虽轻微增强了AFM贡献，但在此掺杂范围内FM仍占主导地位。通过态密度分析证实，在0.125 ≤ x ≤ 0.55组分范围内体系保持100%自旋极化的半金属性。结果表明可获得具有可调磁性的半金属半导体材料，这对自旋电子学应用具有重要前景。
关键词： 磁竞争、半金属、态密度、磁化强度、mBJ势、磁矩、尖晶石
更新于2025-09-04 15:30:14
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SrRuO3/SrTiO3超晶格中磁性SrRuO3单层的应变诱导金属-绝缘体转变
摘要： 二维系统中的铁磁相不仅在应用中具有重要作用，在相变理论研究中也意义重大。在众多铁磁材料中，SrRuO3以其半金属性、巡游铁磁性和非费米液体金属特性而闻名?；诿芏确汉砺郏―FT）预测，SrRuO3/SrTiO3（SRO/STO）超晶格中的单层SrRuO3是二维半金属铁磁体系。然而实验表明，当SRO厚度小于4个单位晶胞时会出现与铁磁-反铁磁（FM-AFM）转变相关的金属-绝缘体转变。本研究通过结合DFT计算与蒙特卡洛模拟证明：通过调控应变效应触发金属-绝缘体转变，可在SRO/STO超晶格单层SRO中实现块体铁磁金属性，从而获得超越反铁磁绝缘体实验观测的二维（2D）半金属SRO薄膜。该成果为制备超薄自旋极化二维电子气（SP-2DEG）开辟了新途径。
关键词： 超晶格、金属-绝缘体转变、半金属、磁性、二维电子气
更新于2025-09-04 15:30:14