单层 1T-NbS$_2$ 中的电荷密度波与自旋 $1/2$ 绝缘态
强关联电子
2019-05-27 v1
摘要
在块体样品与少层薄片中，过渡金属硫族化物 NbS 与 NbSe 呈 H 多型结构，其中 Nb 原子为三角棱柱配位。然而，近来合成出了过渡金属离子为八面体配位的单层与少层 1T-NbSe。受这些实验启发，我们利用第一性原理计算研究了单层 1T-NbS 的结构、电子与动力学性质。我们发现单层 1T-NbS 经历 大卫之星电荷密度波。在广义梯度近似下，星型结构间的弱相互作用导致费米能级处出现一条与其他所有能带隔离的超平带。自旋极化广义梯度近似稳定了一个总自旋 的磁态，并打开 eV 的能隙，以及位于星中心 Nb 上的 磁矩。在 GGA+U 下，中心 Nb 上的磁矩增强至 ，并出现更大的能隙。最重要的是，该近似给出 1T 与 1H 多型间很小的能量差（仅 mRy/Nb），表明 1T 多型可经由与单层 1T-NbSe 类似的方式合成。最后我们计算了第一与第二近邻星间磁交换相互作用，得到 =9.5~K 与 =0.4~K 的铁磁耦合常数。
引用
@article{arxiv.1902.00234,
title = {Charge density wave and spin $1/2$ insulating state in single layer 1T-NbS$_2$},
author = {Cesare Tresca and Matteo Calandra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.00234},
year = {2019}
}