范德瓦耳斯异质结构中的人工多铁性与增强的磁电效应
介观与纳米尺度物理
2020-02-14 v1 材料科学
计算物理
摘要
具有铁电与铁磁耦合性质的多铁材料因具备通过电场控制磁性及反之的潜在能力，对多功能器件十分重要。二维铁磁与铁电材料的近期发现引发了巨大的研究兴趣，并燃起了寻找二维多铁材料的希望。然而，本征二维多铁材料，尤其是具有强磁电耦合者，迄今仍十分稀少。本文中，我们利用第一性原理模拟，提出通过铁磁双层三碘化铬（CrI3）与铁电单层 Sc2CO2 形成的范德瓦耳斯异质结构来构建人工二维多铁体。除铁磁与铁电共存外，我们的计算表明，通过切换 Sc2CO2 的电极化，可将双层 CrI3 的层间磁耦合在铁磁与反铁磁态之间调控。我们进一步揭示，这种强磁电效应源于 Sc2CO2 中强内建电极化所引起的能带排列的剧烈变化，以及随之而来的双层 CrI3 层间磁耦合的改变。这些人工多铁性与增强的磁电效应为利用范德瓦耳斯异质结构实现多功能纳米电子学提供了途径。
引用
@article{arxiv.2002.05213,
title = {Artificial Multiferroics and Enhanced Magnetoelectric Effect in van der Waals Heterostructures},
author = {Yan Lu and Ruixiang Fei and Xiaobo Lu and Linghan Zhu and Li Wang and Li Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05213},
year = {2020}
}
备注
31 pages, 4 figures, and 2 tables