EuCl$_3$单层中涌现的反铁磁行为：包含Hubbard-SOC相互作用的全面第一性原理研究
材料科学
2023-12-11 v1
摘要
我们使用第一性原理计算对EuCl单层的电子和磁性质进行了全面研究。通过考虑自旋轨道耦合（SOC）和Hubbard效应，我们阐明了这些相互作用对EuCl单层结构性质的影响。比较使用PBE+SOC和PBE+SOC+Hubbard效应获得的晶格参数，揭示了包含Hubbard效应时晶格参数的增加。在没有Hubbard相互作用的情况下，根据PBE+SOC计算确定，EuCl单层的磁基态表现出对铁磁（FM）构型的偏好。然而，引入Hubbard参数导致磁基态偏好转向反铁磁（AFM）Néel态。基于计算得到的能量值，进行了蒙特卡洛模拟以确定Néel温度。我们的模拟得出EuCl单层的Néel温度为\SI{390}{\kelvin}，这表明了从顺磁相到反铁磁相转变发生的温度。这些结果强调了在准确描述EuCl单层的电子和磁性质时，纳入SOC和Hubbard效应的重要性。我们的结果有助于更深入地理解这种引人入胜的二维材料行为背后的基础物理，并为其在自旋电子学和磁性器件中的潜在应用提供了见解。
引用
@article{arxiv.2312.05018,
title = {Emergent Antiferromagnetic Behavior in EuCl$_3$ Monolayer: A Comprehensive First-Principles Study Including Hubbard-SOC Interplay},
author = {Nurcan Kutluk Kalkan and Ilkay Ozdemir and Yusuf Yuksel and Umit Akinci and Johannes V. Barth and Ethem Aktürk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05018},
year = {2023}
}