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(Fe$_{1-x}$Ni$_{x}$)$_{5}$GeTe$_{2}$:具有巡游磁性的反铁磁三角伊辛晶格

材料科学 2023-01-04 v1

摘要

基于第一性原理计算,提出三角晶格上的反铁磁伊辛模型,用以解释 Fe5_5GeTe2_2(F5GT)中 Fe(1)(1)-Ge 对的序以及 3\sqrt{3} ×\times 3\sqrt{3} 超结构的形成,并预测 Ni 掺杂 F5GT(Ni-F5GT)中类似超结构的存在。我们的研究表明 F5GT 体系可视为著名的三角晶格反铁磁伊辛模型的结构实现。基于超结构,我们采用考虑 Heisenberg 相互作用与纵向自旋涨落的 Heisenberg-Landau 哈密顿量来描述 F5GT 与 Ni-F5GT 中的磁性。我们揭示出与 Fe(1) 相关的受阻挫磁相互作用,经微量 Ni 掺杂(x0.2x \leq 0.2 )调节,是 Ni-F5GT 中实验观测到的 TcT_c 提升至 478 K 的原因。我们的计算显示低掺杂下单层 Ni-F5GT 具有与块体几乎相同的磁相图,表明该 Ni 掺杂二维体系中普遍存在高于室温的铁磁性。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.09467,
  title  = {(Fe$_{1-x}$Ni$_{x}$)$_{5}$GeTe$_{2}$: an antiferromagnetic triangular Ising lattice with itinerant magnetism},
  author = {Xunwu Hu and Dao-Xin Yao and Kun Cao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09467},
  year   = {2023}
}