尖晶石化合物 MgV$_2$O$_4$ 的铁磁相及其自旋电子学性质

尖晶石化合物 MgV$_2$O$_4$ 作为一种高度受阻磁体，因其奇异的量子磁态已在实验和理论上被广泛研究。然而，由于其反铁磁（AFM）基态固有的绝缘特性，其在自旋电子学中的实际应用相当有限。本文基于第一性原理计算，我们研究了 MgV$_2$O$_4$ 的铁磁（FM）相，发现其在费米能级附近具有三维平带（FB），从而产生大的反常霍尔效应（AHE，$\sigma \approx 670\,\Omega^{-1}\cdot cm^{-1}$）。我们的计算表明，由于优异的晶格匹配，MgV$_2$O$_4$ 的半金属性特征即使在和 MgO 形成界面后也得以保持，这有望成为自旋电子学应用的自旋过滤材料。最后，我们探索了通过应力和掺杂工程稳定该 FM 相的实验可行性。我们的研究表明，实验上可实现的空穴掺杂量可能诱导 AFM-FM 相变。