稳定且磁性强的 Fe$_3$XY$_2$ 单层材料的高通量搜索
材料科学
2025-09-03 v1
摘要
我们报告了对 529 种 FeXY 化合物的第一性原理研究，其中 和 元素选自周期表的 区。整个集合中，有 31 种化合物满足能量、动力学、机械和热稳定性的所有标准。我们的分析揭示了若干关键趋势：含卤化物的体系平均磁矩和磁相变温度最高，凸显其在室温自旋电子学应用中的潜力。大多数稳定化合物显示垂直磁各向异性（PMA），其中 FeSiTe 被预测在所有候选材料中表现最强的 PMA。发现交换相互作用由双重机制主导：最近邻 Fe 原子之间的直接交换以及第二近邻及更远邻域的间接、 轨道介导的交换。值得注意的是，有四种化合物具有非中心对称的晶体结构并表现出有限的螺旋化常数。其中 FeAsBr 被预测在无外部磁场时可承载 Néel 型 skyrmion，经微磁力学仿真验证了这一预测。这些发现为实现具有增强功能的新型 2D 磁性体系的实验实现提供了路线图。
引用
@article{arxiv.2509.02199,
title = {A High-Throughput Search for Stable and Magnetically Robust Fe$_3$XY$_2$ Monolayers},
author = {Soheil Ershadrad and Biplab Sanyal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02199},
year = {2025}
}