计算二维材料铁磁序的临界温度
材料科学
2018-12-21 v3 统计力学
摘要
二维（2D）材料中的磁序与磁各向异性（MA）紧密耦合，因为 Mermin-Wagner 定理意味着在有限温度下二维中旋转对称性不能被自发破缺。因此，大的 MA 是在寻找室温以上保持磁序的磁性 2D 材料中的关键要素。磁相互作用通常用海森堡模型建模，磁性质的温度依赖性可用随机相位近似（RPA）获得，该近似在平均场水平上处理磁子相互作用。在本工作中，我们表明大的 MA 引起强烈的磁子-磁子相互作用，导致 RPA 的彻底失效。然后我们证明经典蒙特卡洛（MC）模拟正确描述了大 MA 极限下的临界温度，并在 MA 变小时与 RPA 一致。对 MC 结果的拟合得出了临界温度作为 MA 和交换耦合常数的简单表达式，这显著简化了寻找具有高临界温度的新 2D 磁性材料的理论搜索。该表达式在 CrI 单层上进行了测试，其近期被观测到在 45 K 以下呈现铁磁序，我们发现与实验值高度吻合。
引用
@article{arxiv.1808.06400,
title = {Calculating critical temperatures for ferromagnetic order in two-dimensional materials},
author = {Daniele Torelli and Thomas Olsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.06400},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 6 figures