掺杂诱导的铟硒双层材料中的它斯铁磁性与增强的铁电性

固体中铁电性和铁磁性的微观共存仍是凝聚态物理学中的根本性挑战，具有深远的对多功能材料和下一代电子器件的意义。通过第一性原理计算，我们预测了在双层（BL）InSe 中出现滑动式铁电性和掺杂介导的铁磁性。能量最优的 AB 堆叠 BL-InSe 自发打破垂直镜像对称性，导致可开关的极化，饱和分量为 0.089 pC/m，低过渡势垒为 28.8 meV 每个单元。令人惊讶的是，低浓度静电掺杂反而增强铁电极化，由于 BL-InSe 中异常的层相关电子占据，与传统屏蔽范式不同。在此外，特有的墨西哥帽形价带使其能够实现掺杂诱导的它斯半金属铁磁性，其中层间自旋密度差随掺杂浓度线性缩放，可通过切换极化方向来实现反转。这一结果表明 BL-InSe 中铁电和铁磁序的共存，并为通过堆叠和载流子掺杂在原本非极化和非磁性半导体中实现可调的多铁性提供了可行平台。