化学掺杂与静电门控在黄铁矿型 FeS$_2$ 中诱导铁磁性的对比研究
材料科学
2020-05-13 v1
摘要
近年来静电门控的进展提供了一种通过静电手段而非化学掺杂来调控材料载流子浓度的新途径，从而最大限度地减少杂质散射。在此，我们结合紧束缚方法使用第一性原理密度泛函理论，对比研究了静电门控与 Co 化学掺杂对具有黄铁矿结构的过渡金属二硫化物 FeS 铁磁转变的影响。利用由最大局域化 Wannier 函数获得的紧束缚参数，我们计算了宽掺杂范围内的磁化率。我们发现，通过类 Stoner 机制诱导铁磁性，静电门控所需的电子浓度高于 Co 掺杂中的等效浓度。我们将此行为归因于化学掺杂时在导带底附近形成了狭窄的 Co 能带，而静电门控情形下不存在该能带。我们的结果表明，静电门控的效应不止于简单的刚性带移动，并凸显了门控所引起的晶体结构变化的重要性。
引用
@article{arxiv.2001.07319,
title = {Contrasting Ferromagnetism in Pyrite FeS$_2$ Induced by Chemical Doping versus Electrostatic Gating},
author = {Ezra Day-Roberts and Turan Birol and Rafael M. Fernandes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07319},
year = {2020}
}