\ce{(0001)Cr2O3-(111)Pt} 界面结构、电子和磁性的第一性原理研究
材料科学
2024-05-09 v1
摘要
我们进行了第一性原理密度泛函计算，以阐明 \ce{(0001)Cr2O3-(111)Pt} 双层结构的界面结构、电子和磁性。开展此项研究的动机在于，尽管 \ce{Cr2O3-Pt} 异质结构在各种反铁磁自旋电子学应用中具有前景，但 \ce{Cr2O3-Pt} 界面处的许多关键结构、电子和磁性特性仍知之甚少。我们首先分析了所有不等价的横向界面对齐，以确定最低能量的界面结构。对于包括最低能量对齐在内的所有横向对齐，我们观察到在 \ce{Cr2O3} 和 Pt 之间的界面处存在电子积累。我们发现，与真空中止的 \ce{(0001)Cr2O3} 中的表面 Cr 磁矩相比，在 Pt 存在的情况下界面 Cr 离子的磁矩发生了意想不到的反转。我们还发现，该异质结构在与 \ce{Cr2O3} 界面的前三个 Pt 层中表现出磁近邻效应，为 \ce{(0001)Cr2O3-(111)Pt} 双层结构中可能出现反常霍尔效应提供了一种机制。我们的结果为更细致地解释 \ce{(0001)Cr2O3-(111)Pt} 双层结构的磁输运实验提供了基础，并应为未来开发基于 \ce{Cr2O3-Pt} 材料体系的改进型反铁磁自旋电子器件提供参考。
引用
@article{arxiv.2405.05020,
title = {First-principles study of structural, electronic and magnetic properties at the \ce{(0001)Cr2O3-(111)Pt} interface},
author = {Marlies Reher and Nicola A. Spaldin and Sophie F. Weber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.05020},
year = {2024}
}