具有可调铁磁半金属性的二维杂化 CrCl2(N2C4H4)2
材料科学
2021-07-06 v1 强关联电子
摘要
二维铁磁性(2D FM)半金属在量子磁电子学与自旋电子器件中具有巨大潜力。本文利用密度泛函计算与磁图像,研究了新型范德瓦耳斯(vdW)金属-有机框架(MOF)CrCl2(N2C4H4)2(即 CrCl2(吡嗪)2)的电子结构与磁性质。结果表明,CrCl2(吡嗪)2 是一种二维铁磁半金属,由于 vdW 层间距的存在,其层内铁磁耦合强而层间耦合弱得多。其自旋极化导带由吡嗪分子轨道形成,并被稳健的 Cr3+ 局域自旋 = 3/2 所极化。这些结果与近期实验[Pedersen et al., Nature Chemistry, 2018, 10, 1056]相符。更有趣的是,CrCl2(吡嗪)2 单层对铁磁半金属性具有强掺杂可调性,且电子掺杂可显著增强铁磁耦合。我们的工作凸显了有机配体的关键作用,并指出 vdW MOF 也值得探索作为新型二维磁性材料。
引用
@article{arxiv.2107.01862,
title = {2D hybrid CrCl2(N2C4H4)2 with tunable ferromagnetic half-metallicity},
author = {Wentao Hu and Ke Yang and Alessandro Stroppa and Alessandra Continenza and Hua Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01862},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 10 figures, 4 tables