过渡金属卤化物 CoX2 (X = Cl, Br) 单层中由阻挫诱导的磁性双子涡旋
材料科学
2023-07-17 v1 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
随着二维（2D）磁性材料领域的迅速扩展，2D 材料中的非共线拓扑磁纹理近来正吸引越来越多的关注。作为磁性 skyrmion 的面内对应物，磁性 bimeron 具有相同的拓扑优势，但在实验中极少被观测到。利用第一性原理计算与蒙特卡洛模拟，我们预测中心对称的过渡金属卤化物 CoX2（X = Cl, Br）单层可作为观测阻挫诱导 bimeron 的有望候选体系。这些 bimeron 在适当磁场下结晶为稳定的三角晶格。相较于由 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用或长程磁偶极-偶极相互作用驱动的 skyrmion，这些阻挫诱导的 bimeron 尺寸更小且可调性更灵活。此外，双轴应变提供了一种调节阻挫从而调控 bimeron 晶格的有效手段。具体而言，对 CoCl2 单层，可施加拉伸应变以产生 bimeron 晶格、进一步缩小 bimeron 尺寸并增加 bimeron 密度；对具有本征 bimeron 晶格态的 CoBr2 单层，预测存在由压缩应变控制的 bimeron 晶格独特取向旋转。
引用
@article{arxiv.2307.07253,
title = {Frustration-induced magnetic bimerons in transition metal halide CoX2 (X = Cl, Br) monolayers},
author = {Yu Wang and Shuai Dong and Xiaoyan Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07253},
year = {2023}
}
备注
14 pages,6 figures