二维金属有机框架中的陈绝缘体与高居里温度狄拉克半金属
材料科学
2023-09-26 v2 强关联电子
应用物理
摘要
具有非平凡拓扑态的二维（2D）磁性材料近年来引起了广泛关注。其中，二维金属有机框架（MOFs）因其易于实际合成且较无机材料明显更不易氧化等优势而脱颖而出。通过密度泛函理论计算，我们系统研究了一类二维MOFs X(C21H15N3)（X为3d至5d过渡金属元素）的电子与拓扑性质。令人振奋的是，我们发现X(C21H15N3)（X = Ti、Zr、Ag、Au）是具有可观带隙（约7.1 meV）的陈绝缘体。通过研究四带有效模型，揭示X(C21H15N3)（X = Ti、Zr、Ag、Au）中陈绝缘体相是由C21H15N3分子的p轨道能带反转与X(C21H15N3)的本征铁磁性共同导致的。此外，Mn(C21H15N3)是一种居里温度高达156 K的狄拉克半金属铁磁体。我们的工作表明，二维MOFs X(C21H15N3)是实现量子反常霍尔效应以及基于具有高速、远距离自旋输运特性的半金属设计新型自旋电子器件的良好平台。
引用
@article{arxiv.2208.06891,
title = {Chern insulators and high Curie temperature Dirac half-metal in two-dimensional metal-organic frameworks},
author = {Cui-Qun Chen and Xiao-Sheng Ni and Dao-Xin Yao and Yusheng Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.06891},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 4 figures