非磁性电子化合物 Hf2X (X = S, Se, Te) 中涌现的二维磁性
材料科学
2022-06-22 v1
摘要
近期二维（2D）磁体的实验发现引发了寻找原子级薄磁系统的密集研究。利用第一性原理计算，我们预测了由三层原子厚度的 Hf-X-Hf 堆叠构成的非磁性层状电子化合物 Hf2X（X = S、Se、Te）的单层（ML）、少层及表面中二维磁性的涌现。揭示出每块体 Hf2X 在费米能级 EF 以下约 -0.9 eV 处承载由 Hf-5d 阳离子电子与层间阴离子电子产生的高态密度的狄拉克 nodal line 新颖量子态。然而，对于 Hf2X 的单层、少层及表面，此类杂化态向 EF 移动从而产生范霍夫奇点，导致 Stoner 不稳定性。由此产生的表面铁磁性在 Hf2X(001) 处引发强自旋极化拓扑表面态，表明阴离子电子、二维磁性与能带拓扑彼此纠缠。我们的发现将通过利用非磁性层状电子化合物中的表面效应来发现二维磁体开辟新视角。
引用
@article{arxiv.2206.03689,
title = {Emerging Two-Dimensional Magnetism in Nonmagnetic Electrides Hf2X (X = S, Se, Te)},
author = {Shuyuan Liu and Chongze Wang and Hyunsoo Jeon and Jia Yu and Jun-Hyung Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.03689},
year = {2022}
}