N掺杂NiO中的磁性Ni-N-Ni中心
强关联电子
2025-07-28 v3
摘要
为探讨阴离子取代对强相关氧化物磁性的影响，本文研究氮（N）取代氧（O）所诱导的尼锰氧化物（NiO）局部电子态和磁有序性。每引入一个N原子，即引入一个N 2p空穴，並修改其相邻尼锰（Ni）阳离子位点的磁矩，因为该空穴与Ni eg电子的交换相互作用大于Ni-O-Ni超交换相互作用。这导致形成由五个自旋组成的Ni-N-Ni中心，且不扰动NiO晶格的抗磁性。我们采用密度泛函理论进行计算，并通过在分子束蒸发生长的N掺杂NiO薄膜上进行高分辨率光谱学实验予以证实。这种磁性设计可能为未来基于强相关材料的量子技术（如量子传感器和基于自旋的量子比特）的发展提供可能。
引用
@article{arxiv.2412.19250,
title = {Magnetic Ni-N-Ni Centers in N-substituted NiO},
author = {Simon Godin and Ilya S. Elfimov and Fengmiao Li and Bruce A. Davidson and Ronny Sutarto and Jonathan D. Denlinger and Liu Hao Tjeng and George A. Sawatzky and Ke Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.19250},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 14 figures. We are updating the arXiv version due to the paper being now published