基于第一性原理的二维铁磁体 CrI$_3$ 的原子尺度缺陷研究
材料科学
2020-05-26 v1 强关联电子
摘要
原子级薄磁体家族在磁光电子学的一系列潜在应用中前景广阔，其中 CrI 可说是其最具代表性的成员。然而，该体系中缺陷的形成至今仍未被探索。在此，我们通过第一性原理计算研究单层 CrI 中的本征点缺陷。我们考虑了大量本征杂质，并探讨其原子结构、热力学稳定性、扩散与聚集倾向以及局域磁矩。在热力学平衡下，最稳定的缺陷被发现为 Cr 或 I 原子空位及其复合体，具体取决于化学势条件。这些缺陷被预测在室温下具有相当迁移率，并表现出强烈的团聚倾向。此外，我们的计算表明，缺陷引起的对名义化学计量比的偏离在很大程度上影响局域磁矩，从而提示 CrI 中磁性与无序之间显著的相互作用。总体而言，本工作从理论视角描绘了单层 CrI 中本征点缺陷的全面图像。
引用
@article{arxiv.2001.01651,
title = {Atomic-scale defects in the two-dimensional ferromagnet CrI$_3$ from first principles},
author = {Michele Pizzochero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01651},
year = {2020}
}