Room-temperature ferromagnetism via unpaired dopant electrons and<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:math>coupling in carbon-doped In<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>O<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math>: Experiment and theory
Notice bibliographique
Résumé
Observations of magnetism in semiconductors doped with nonmagnetic atoms (C, N, etc.) show promise for spintronics applications, but pose an interesting challenge for conventional theories of magnetism. In this work, the magnetic semiconductor carbon-doped In${}_{2}$O${}_{3}$ is studied using theoretical and experimental techniques. Density-functional theory calculations predict that ferromagnetism can exist near room temperatures when substitutional carbon atoms have a formally unpaired $2p$ electron that does not participate in bonding. The unpaired $2p$ electrons lead to an impurity band near the Fermi level and consequent enhanced density of states which accommodates a strong $p\ensuremath{-}p$ coupling between local magnetic moments. The unpaired electrons and ferromagnetic coupling are found to arise from a combination of interstitial and substitutional carbon atoms in close proximity. Finally, experimental measurements on samples with varying magnetic properties verify the importance of both strong C $2p$ character at the Fermi level and strong C $2sp$-In $4d$ hybridization for yielding room-temperature ferromagnetism. These results shed light on the interesting field of nonmagnetic dopants inducing ferromagnetism in semiconductors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».