铁电α-In₂Se₃上Fe吸附原子的电极化驱动调制
材料科学
2025-10-14 v1
摘要
利用第一性原理电子结构计算，研究了二维铁电α-In₂Se₃表面Fe吸附原子的结构、电子和磁性质之间的相互作用，重点关注这些性质如何受衬底电极化方向的调制。我们确定了Fe吸附原子的两个竞争吸附位点，其相对稳定性取决于吸附原子浓度，并可通过切换α-In₂Se₃的电极化方向来反转。计算得到的这些位点之间热激活跳跃的能垒约为0.4 eV，对应的阻塞温度约为100 K。Fe与In₂Se₃轨道之间的杂化强烈依赖于吸附位点和极化方向，这是由局部吸附原子几何结构的变化驱动的。因此，吸附原子的电子构型、磁矩和磁各向异性表现出显著的位点依赖性，并且可以通过切换In₂Se₃层的电极化方向进行有效调制。特别地，在较高的吸附原子浓度下，对于一个极化方向，会出现超过每个Fe原子200 meV的异常大的垂直磁各向异性，但当极化反转时，该各向异性会大幅减弱。这些发现表明，铁电衬底通过可逆的极化切换，为电压控制磁性吸附原子性质的调控提供了一条有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2510.10405,
title = {Electric Polarization-Driven Modulation of Fe Adatoms on Ferroelectric $\alpha$-In$_2$Se$_3$},
author = {Monirul Shaikh and Aleksander L. Wysocki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.10405},
year = {2025}
}