CrI$_3$ 单层中环境屏蔽与配体场效应对磁性的影响

我们针对悬浮及介电嵌入的 CrI$_3$ 单层中磁性的微观起源进行了详细研究。为此，我们使用约束随机相位近似从 \emph{ab initio} 计算中将两个具有不同轨道基组的不同的极小广义 Hubbard 模型降维折叠。在平均场近似内，我们表明这些模型能够描述 CrI$_3$ 中局域磁矩的形成，并复现完整 \emph{ab initio} 计算的电子性质。我们利用磁力定理研究不同轨道流形间的微观磁交换通道。我们发现多轨道超交换机制是 CrI$_3$ 中磁性的起源，其源于有效的铁磁与反铁磁 Cr-Cr $d$ 耦合通道之间的精细相互作用，并受配体（I）$p$ 轨道的决定性影响。我们展示了诸如六方氮化硼（hBN）封装 CrI$_3$ 单层所产生的环境屏蔽如何影响薄膜中的库仑相互作用，以及它如何依次调控其磁性质。在最近邻与次近邻交换相互作用之间非单调相互作用的驱动下，我们发现磁子色散与居里温度受到环境介电屏蔽的非平凡影响。