通过应变工程提升 MN4-Graphene 中的磁性耦合
材料科学
2025-03-04 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
MN4 嵌入石墨烯 (MN4-G) 层包含过渡金属元素 (M)，代表了一类可实验获取的二维材料，具有显著的稳定纳米尺度磁化潜力。在这些系统中，磁交换相互作用主要由鲁德曼-基特尔-卡苏亚-约瑟夫斯 (RKKY) 耦合控制，表现出异常延长的 r 的 (-n) 次方衰减，其中 r 为 M-M 间距距离，n 在 0.5 到 2 之间。本研究利用 ab-initio 密度泛函理论 (DFT) 考察了应变对 MN4-G 层电子和磁性属性的影响。发展了一种通过对层材料施加受控拉伸或压缩来实现应变工程的新方法。我们的发现表明，应变显著调制了 RKKY 耦合的强度、振幅和衰减率。值得注意的是，在应变作用下，CoN4-G 层在 RKKY 耦合强度、振幅和衰减率方面均表现出显著增强。相反，CuN4-G 层 exhibits distinct behavior，在施加应变后保持解耦的自旋链并保持电子和磁性属性不变。该工作凸显了通过应变工程调控 MN4-G 层中磁相互作用的可调性，为下一代自旋电子器件的应变控制磁性材料设计提供了见解。
引用
@article{arxiv.2502.18897,
title = {Enhancing Magnetic Coupling in MN4-Graphene via Strain Engineering},
author = {Mahnaz Rezaei and Jahanfar Abouie and Fariba Nazari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18897},
year = {2025}
}
备注
40 pages, 12 figures, 3 tables