退火引起的 Co 和 Y 掺杂 CeO2 的磁性调制：来自实验与 DFT 的见解
材料科学
2025-02-13 v2
摘要
稀磁氧化物 (DMO) 在磁光和自旋电子器件中的潜在应用引起了广泛关注，尽管由于本征缺陷的复杂相互作用，理解其磁性行为十分复杂。本研究旨在探讨不同退火环境对多晶过渡金属阳离子 (Co 和 Y) 掺杂 CeO2 DMO（过渡金属 (TM) 掺杂浓度为 5%）磁性的影响。目标是通过涉及结构表征、磁性测量和第一性原理计算的综合研究来探讨晶格内的缺陷相互作用。结果表明，Ar/H2 退火环境比空气退火样品诱导了更多的氧空位。因此，场依赖的磁化测量揭示了未掺杂和 TM 掺杂的 CeO2 中均存在高于室温的铁磁性 (RTFM)。CeO2 的铁磁 (FM) 性质源于载流子俘获的空位中心促进了磁性离子自旋之间的交换相互作用。Langevin 场分布表明，TM 掺杂的 CeO2 在 Ar/H2 环境中退火时形成了更多的束缚磁极子 (BMP)，这有助于增强铁磁性。同样，通过第一性原理计算也观察到了随着氧空位增加而增强的磁性。这表明通过控制退火过程来优化 DMO 磁性的潜力。
引用
@article{arxiv.2501.09681,
title = {Annealing-Induced Magnetic Modulation in Co- and Y-doped CeO2: Insights from Experiments and DFT},
author = {Hemant Arora and Atul Bandyopadhyay and Arup Samanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.09681},
year = {2025}
}