探索易剥离二维材料的磁性景观

磁性材料常表现出具有多个局部最小值的复杂能量景观,每个局部最小点都对应一个自洽的电子结构解。寻找全局最小点具有挑战性,且常规方法不一定能成功。本文应用一种新近发展的自动化工作流程,系统地探索来自Materials Cloud 2D晶体数据库获取的194个磁性单层材料的能量景观,并确定其基态磁序。我们的方法能够有效控制和抽样轨道占据矩阵,从而快速识别局部最小值。我们发现,当采用 Hubbard 校正能量泛函时,会出现多样化的自洽共线亚稳态,这些亚稳态进一步丰富了由线性响应理论计算得到的 $U$ 参数。我们将这些单层材料按磁序进行分类,并指出具有潜力的候选材料。我们的结果包括109个铁磁性、83个反铁磁性和2个次铁磁性单层材料,此外还有12个具有自旋电子器件潜力的新型铁磁半金属。