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具有大自旋间隙的二维半金属的设计
二维半金属在磁性纳米器件中展现出巨大的潜力。然而，二维半金属的发现仍然基于逐案评估。本文，我们提出了设计具有大自旋间隙的二维过渡金属基半金属的一般规则，即找到具有洪特规则分裂的 d 轨道和深阴离子 p 轨道能级以使 dp 相互作用最小化的材料。基于对具有扭曲四面体晶场的 54 种过渡金属化合物 MX 2（M = 3 d 区过渡金属；X = VIA-VIIA 元素）的 DFT 计算，我们发现所有铁磁化合物都表现出半金属性。我们将半金属性归因于具有弱 dp 轨道杂化的 M 阳离子的部分填充 d 轨道的洪特规则分裂。由于 Cl p 轨道能级较深（− 8.4 eV），氯化物表现出大于 4 eV 的自旋间隙。我们在过渡金属三氯化物 M Cl 3（M = 3 d 区过渡金属）中验证了这一规则。利用这一规则，我们预测铁磁单层 M Cl 和 M 3 Cl 8（M = 3 d 区过渡金属）是具有大带隙的半金属。这项工作丰富了二维半金属的种类，并可能带来新型磁性纳米器件。
从跟踪原子到利用电子自旋
maggie@lingenfelder-lab.com从简单的愿望到“看到原子”到探索绿色能源应用的电子旋转的旅程，这反映了我们对过去几十年来原子和亚原子世界的理解时的深刻进步。这些进步不仅在智力上令人满意，而且具有应对全球挑战的潜力，例如可持续能源。在我们的研究小组中，我们通过创建自定义的纳米结构材料来应对可持续能源的挑战，从而从自然界（生物仿生）中汲取灵感，从而整合了界面化学和表面物理学的基本原理。在此演示文稿中，我在光合作用过程中汲取灵感，以设计驱动电催化能量转换过程的土壤丰富的材料：例如CO 2电源和水分裂。使用尖端扫描探针显微镜使我们能够通过原位成像可视化纳米级的动态电化学过程[1]。我们收集的详细原子尺度信息激发了我们的进一步探索：使用利用电子旋转来增强电催化转换过程的非常规策略[2-4]。这种创新的方法使我们能够开发出最先进的材料，这些材料的电催化效率高两到三倍[3-4]。参考文献[1] Hai Phan，T.，Banjac，K.，Cometto，F。等。在Operando CO2电气中，电势控制的Cu-nanocuboid和石墨烯覆盖的Cu-nanocuboid的出现。纳米莱特2021 21，2059-2065。[2] Vensaus，P.，Liang，Y.，Ansermet，JP。等。通过磁场对质量传输的影响增强电催化。自然社区。2024，15，2867。[3] Liang，Y.，Banjac，K.，Martin，K。等。通过手性分子官能化杂交2D电极的手性分子官能化增强了电催化氧的进化。自然公共2022，13，3356。[4] Y. Liang，M。Lihter，M。Lingenfelder，用于清洁能量的电催化中的自旋控制。isr。J. Chem。 2022，62，e202200052。J. Chem。2022，62，e202200052。
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图2 B 1G和B 2G菌株下的磁连导率。（a）MC在210 K处，无外部施加应变（黑色开放三角形），在施加的B 1G应变下，用H // a（红色开放的三角形）和H // B（蓝色开放正方形）。（b）在带有H // [110]和H // [-110]的各种B 2G菌株下210K的MC。示意图。夸大失真是出于说明目的。（c）B 2G应变场相图基于MC结果，其中相位边界是从MC曲线中的扭结位置提取的。
强烈的面内磁化和自旋极化（CO ...
摘要：Van der Waals（VDW）磁铁很有希望，因为它们具有掺杂或合金组成的可调磁性能，其中磁相互作用的强度，它们的对称性和磁各向异性可以根据所需的应用来调节。到目前为止，大多数基于VDW磁铁的自旋设备都限于低温温度，其磁各向异性有利于平面外或倾斜的磁化方向。在这里，我们报告了室温外侧自旋阀设备，其平面内磁化和VDW Ferromagnet的自旋极化（CO 0.15 Fe 0.85）5 GETE 2（CFGT）在异性捕获岩中使用墨烯。密度功能理论（DFT）计算表明，各向异性的幅度取决于CO浓度，是由CO在最外面的FE层中取代引起的。磁化测量结果揭示了上述CFGT中的室温铁电磁作用，并在室温下清除了延迟。由CFGT纳米层和石墨烯组成的异质结构用于实验实现旋转阀装置的基本构件，例如有效的自旋注入和检测。对自旋转运和汉尔自旋进液测量的进一步分析表明，在与石墨烯界面处的界面上具有负自旋极化，并由计算出的CFGT状态的自旋偏振密度支持。在室温下，CFGT的平面磁化证明了其在石墨烯侧旋转式设备中的有用性，从而揭示了其在自旋技术中的潜在应用。关键字：范德华磁铁，自旋阀，石墨烯，范德华异质结构，2D磁铁，平面磁化，自旋极化M
磁各向异性和自旋散射（la -nsf -par
复杂的铁磁氧化物已被鉴定为自旋电流来源的可能候选材料。在这里，我们在LSAT底物上研究Fer-Romagnetic（LA 2/3 SR 1/3）MNO 3（LSMO）和金属Caruo 3（CRO）的双层，作为用于自旋泵送的模型系统。铁磁共振（FMR）测量结果表明，沿界面上旋转泵送的证据以吉尔伯特阻尼增加的形式增加了CRO。fmr表示CRO的存在修改了LSMO的磁各向异性。通过增加CRO厚度，我们发现平面外各向异性和易于轴在平面内的同时旋转降低，从⟨110⟩到100轴。通过FMR与大量的鱿鱼磁力测定法测量的磁各向异性的演变，并伴随着通过X射线衍射测量的LSMO层中的结构畸变，从而表明磁性偏移变化归因于cro构成的结构变形，这是由CRO归因于LSMO的结构。这些结果表明，尽管LSMO和CRO仍然有希望的候选者，分别用于有效的纯自旋电流生成和检测，但钙钛矿的外延整合会导致其他变化，这在Spintronics应用中必须考虑到。
自旋图中量子纠缠的产生及其鲁棒性
摘要 纠缠是量子信息处理的关键资源，因此需要在各种硬件平台上生成高保真度纠缠态的协议。虽然自旋链已被广泛研究以产生纠缠，但图结构也具有这种潜力；然而，只有几类图被用于这项特定任务。在本文中，我们将一种涉及两种不同耦合强度的特殊耦合方案应用于两个互连的 3×3 方图的图，使得它实际上包含三个缺陷。我们展示了这种结构如何生成贝尔态，其保真度取决于所选的耦合比。我们应用分区图论来降低图的维数，并表明，使用简化图或简化链，我们仍然可以模拟具有相同动态的相同协议。最后，我们研究了制造误差如何影响纠缠生成协议以及不同的等效结构如何受到影响，发现对于某些特定的耦合比，它们非常稳健。
水波中的场论自旋和动量
自旋是量子粒子或场的一个基本但非平凡的固有角动量属性，它出现在相对论场论中。波场中的自旋密度由基于正则动量密度和动能动量密度之间差异的理论 Belinfante-Rosenfeld 构造描述。这些量通常被认为是抽象的和不可观察的。在这里，我们从理论和实验上证明，Belinfante-Rosenfeld 构造自然出现在重力（水面）波中。在那里，正则动量与广义斯托克斯漂移现象有关，而自旋是由水粒子的亚波长圆周运动产生的。因此，我们直接将这些基本场论属性观察为经典波系统的微观力学属性。我们的发现揭示了波场中自旋和动量的性质，证明了相对论场论概念的普遍性，并为它们的研究提供了一个新的平台。
自旋模型中的量子动力学与经典动力学
我们对不同几何结构（从一维链、准一维梯形到二维方晶格）中量子和经典自旋模型中的自旋和能量动力学进行了全面比较。我们重点研究形式上无限温度下的动力学，特别考虑局部密度的自相关函数，其中时间演化由量子情况下的线性薛定谔方程或经典力学情况下的非线性哈密顿运动方程控制。虽然在一般情况下，量子动力学和经典动力学之间不能期望有定量一致性，但我们对自旋 1/2 系统（最多 N = 36 个晶格点）的大规模数值结果实际上违背了这一预期。具体来说，我们观察到所有几何都具有非常好的一致性，这对于准一维或二维的非可积量子模型来说是最好的，但在可积链的情况下仍然令人满意，至少如果传输特性不受大量守恒定律的支配。我们的研究结果表明，经典或半经典模拟提供了一种有意义的策略来分析量子多体模型的动力学，即使在自旋量子数 S = 1 / 2 很小且远离经典极限 S →∞ 的情况下也是如此。
