CrAs 单层：低翘曲二维半金属铁磁体

基于密度泛函理论（DFT）的 \textit{ab-initio} 计算被用于研究二维（2D）自由站立蜂窝状 CrAs 的结构、电子与磁性质。我们表明 CrAs 具有低翘曲稳定结构。磁性 CrAs 比非磁性 CrAs 具有更大的翘曲。二维 CrAs 在晶格常数 $a \leq 3.71$\AA 时为铁磁半导体，高于该晶格常数时 CrAs 为半金属铁磁体。在平衡结构下，二维 CrAs 被证明为半金属铁磁体，每单位胞磁矩为 3.0$\mu_{\rm{B}}$。$e_{g}$ 带的 $d_{z}^{2}$ 轨道在自旋向下态中完全空置，而在自旋向上态中几乎被占据，$e_{g}$ 带中的磁矩主要由 Cr 的 $d_{z}^{2}$ 轨道主导。$t_{2g}$ 带的 $d_{zx}/d_{zy}$ 与 $d_{xy}$ 轨道在自旋向上态中部分占据并表现为金属，而在自旋向下态中为绝缘体。声子计算确认了二维 CrAs 的热力学稳定性。Cr 原子间的铁磁（FM）与反铁磁（AFM）相互作用表明 FM 态比二维 CrAs 的 AFM 态更稳定。