电子掺杂诱导二维GdI_3单层的稳定铁磁性
材料科学
2023-05-11 v1
摘要
作为具有中空六元环结构的二维材料，奈尔型反铁磁（AFM）GdI3可用作研究电子掺杂效应的理论模型。基于第一性原理计算，我们发现当每个Gd掺杂多于1/3个电子时发生费米面嵌套，导致无法获得稳定铁磁（FM）态。更有趣的是，适当Mg/Ca掺杂（每个Gd掺杂1/6 Mg/Ca）的GdI3转变为半金属FM态。该AFM-FM转变源于掺杂电子转移到空间扩展的Gd-5d轨道，通过5d-4f杂化导致局域半满Gd-4f电子的FM耦合。此外，缩短的Gd-Gd间距是形成稳定铁磁耦合的关键。我们的方法为从AFM材料获取稳定FM材料提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2305.05872,
title = {Electron doping induced stable ferromagnetism in two-dimensional GdI_3 monolayer},
author = {Rong Guo and Yilv Guo and Yehui Zhang and Xiaoshu Gong and Tingbo Zhang and Xing Yu and Shijun Yuan and Jinlan Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05872},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 6 figures