【国际论文】缺氧 γ-Ga₂O₃ 薄膜中缺陷诱导磁性的理论方法

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）是一种新兴材料，具有多种已知的多态，对于应用具有许多有趣的性质。本研究在蓝宝石衬底上生长的氧缺陷薄膜Ga₂O_3-x（0.42 < x < 0.60）中观察到的非常规铁磁性在理论上进行了研究和讨论。通过基于密度泛函理论的第一性原理计算，针对具有不同构型的氧空位的标准γ-Ga₂O₃晶体结构进行了研究，结果表明磁矩的形成与实验磁化测量结果十分吻合。氧空位对的随机分布以及它们在包含四面体和八面体位点的尖晶石状立方结构中的重新排列与温度升高时的长程持续非共线磁序相一致，其温度可能超过 γ-Ga₂O₃ 完全转化为 β-Ga₂O₃ 时的温度。我们目前的结果还表明，从10K到室温观察到的磁不可逆现象可能由于四面体和八面体位置结构中的内在无序性决定，这允许氧空位以低激活能和迁移势垒的方式进行多种可能的迁移，正如以前发表的报道所指出的。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.128877