钒掺杂 HfO$_2$：不妥协的多铁性
材料科学
2025-10-21 v2
摘要
从头算密度泛函计算表明，在低浓度下混入钒的正交 Pca21 铪氧化物 HfO2 是一种铁磁绝缘体。在标称 4+ 离子态中，单占据 V 态的多轨道简并性被磁性、降低的对称性和局部畸变打破，导致每个 V 原子占据单个单电子多数态。因此，在所有 V 浓度下，量级为 1 eV 的能隙均得以保留，并且本征极化得以保持，保持在铪氧化物值的三分之二水平。发现铁磁磁化强度随 V 含量线性增加，在接近稳定范围末端浓度下的值为 30-40 emu/cm3。
引用
@article{arxiv.2507.03653,
title = {Vanadium-doped HfO$_2$, multiferroic uncompromised},
author = {Vincenzo Fiorentini and Paola Alippi and Gianaurelio Cuniberti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03653},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 12 figures