【其他论文】掺杂钒的 Orth-Ga₂O₃：半金属铁磁性、大磁各向异性能和高居里温度

        近期，由内蒙古师范大学的研究团队在学术期刊 Journal of Alloys and Compounds 发布了一篇名为 V doped Orth-Ga₂O₃: Half-Metallic Ferromagnetism, Large Magnetic Anisotropy Energy and High Curie Temperature（掺杂钒的 Orth-Ga₂O₃：半金属铁磁性、大磁各向异性能和高居里温度）的文章。

摘要

        现今半金属性铁磁体引起了全世界的广泛关注，被认为是自旋电子器件的重要组成部分。在本文中，通过采用自适应遗传算法 (AGA) 晶体结构预测方法，提出了一种具有良好机械、动态和热力学稳定性的未预测的 Ga₂O₃ 相（称为 Orth-Ga₂O₃）。令人惊讶的是，V 掺杂的 Orth-Ga₂O₃ (V@Orth-Ga₂O₃) 表现出强烈的铁磁 (FM) 半金属性，每个公式的磁矩为 2 μB。对态密度进行详细分析表明，FM 半金属性源于 V-3d 和 O-2p 轨道之间的双交换相互作用。此外，V@Orth-Ga₂O₃ 具有 0.36 meV 的巨大磁各向异性能 (MAE)，主要由于 V 原子的 (d_xy, d_x2-y2) 轨道。根据蒙特卡罗模拟，V@Orth-Ga₂O₃ 的居里温度 Tc 为 225 K。还研究了载流子浓度和应变对 V@Orth-Ga₂O₃ 系统铁磁稳定性的影响。这些独特的磁性能使 V@Orth-Ga₂O₃ 成为自旋电子纳米器件中极具前景的材料。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.177301