单层氧化铝的电子、磁性与振动性质
材料科学
2022-02-10 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
通过最先进的第一性原理计算，研究了单层氧化铝（AlO2）的结构、磁性、振动和电子性质。总能量优化和声子计算表明，氧化铝在其单层极限下形成扭曲八面体结构（1T'-AlO2）。研究还显示，1T'-AlO2的表面表现出源于O原子的磁性。虽然铁磁（FM）态是1T'-AlO2最有利磁序，但经晶体结构轻微畸变转变为动力学稳定的反铁磁（AFM）态也是可能的。研究还表明，由振动谱获得的拉曼活性（350-400 cm^-1）可用于区分晶体结构的可能磁相。在电子性质方面，FM和AFM相均为具有间接带隙的半导体，并且它们可与类石墨烯超薄材料形成III型范德瓦耳斯异质结。此外，预测合成与制备过程中不可避免存在的氧缺陷即使在高空位密度下也不改变磁态。显然，具有稳定晶体结构、半导体特性和鲁棒磁态的超薄1T'-AlO2是一种颇具前景的纳米器件应用材料。
引用
@article{arxiv.2202.04144,
title = {Electronic, Magnetic and Vibrational Properties of Single Layer Aluminum Oxide},
author = {A. Kutay Ozyurt and Deniz Molavali and Hasan Sahin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04144},
year = {2022}
}