范德瓦耳斯材料CuCrP2S6层中二维多铁性的发现
材料科学
2019-02-25 v2
摘要
多铁材料有望应用于新型磁电器件，例如高密度非易失性存储。过去几十年，多铁材料的研究集中于三维（3D）材料。然而，3D材料在纳米级薄膜中存在悬键和量子隧穿问题。二维（2D）材料可能为这些问题提供优雅的解决方案，因此需求迫切。利用第一性原理计算，我们预测了单层乃至少数层CuCrP2S6中的铁磁性与驱动铁电性。尽管单层铁电相的总能量高于反铁电相，但可通过施加大电场实现铁电相。除常见多铁材料中的自由度外，根据我们的计算，谷自由度也被极化。计算结果表明自旋、电偶极矩与谷相互耦合。实验中，我们在室温下观察到少数层CuCrP2S6（约13 nm厚）的面外铁电性。少数层的二维铁磁性由大规模堆叠纳米片在10 K下的磁滞回线推断得出。实验观测与我们的计算吻合良好。我们的发现可能为进一步的器件应用提供一系列二维材料。
引用
@article{arxiv.1805.04280,
title = {Discovery of Two-Dimensional Multiferroicity in van der Waals CuCrP2S6 Layers},
author = {Youfang Lai and Zhigang Song and Yi Wan and Mingzhu Xue and Yu Ye and Lun Dai and Wenyun Yang and Honglin Du and jinbo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04280},
year = {2019}
}