二维钙钛矿 Ca$_2$RuO$_4$ 中的反磁性

我们提出并表征了一种新型二维材料 2D-CRO，其源自 Ruddlesden-Popper 家族钙基硌锆化物 Ca$_{n+1}$Ru$_n$O$_{3n+1}$ ($n = 1$ 和 $2$)。通过密度泛函理论，我们证明 2D-CRO 在单层极限以下保持结构稳定性，显示出结构与电子性质之间的紧密相互作用。值得注意的是，2D-CRO 显示出反磁性行为，特点是零净磁化和强旋度相关现象，通过二维化实现稳定化。这一稳定性通过沿 z 轴方向打破倒置对称性而实现，即使没有 Vander-Waals 相互作用也能支撑反磁性。通过理论模型和计算分析，我们探讨了 2D-CRO 带或不带自旋轨道耦合的反磁性行为。我们识别了贡献于反磁性特征的自旋分量，并突出了 2D-CRO 作为研究反磁性现象和拓扑特征的有前景材料。