双层系统的全新垂直磁性堆叠理论
材料科学
2024-09-17 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
二维垂直磁性 (altermagnetism) 近期被提出可在扭曲抗磁性双层体中实现，因而为其在二维材料中的实现提供了可实验的途径。然而，关于垂直磁性在双层系统中出现的机制尚无全面理解。本文通过引入通用堆叠理论 (GST) 来弥补这一空白，作为双层系统实现垂直磁性的关键条件。GST 提供了预测双层体是否表现出垂直磁性自旋分裂的简明准则，仅依据组成单层体的层群即可。根据 GST，仅有七种双层体的层群可支持垂直磁性的出现。我们发现，除了之前提出的抗磁性扭曲可变垂直堆叠之外，垂直磁性甚至可以在由两个单层体通过对称受限的直接堆叠而成的双层体中实现。通过将 GST 与第一性原理计算相结合，我们提供了展示垂直磁性的双层体示例。我们的工作为设计具备垂直磁性的多样化双层系统提供了稳健的框架，从而为该领域的基础研究和实际应用开辟了新的道路。
引用
@article{arxiv.2409.06964,
title = {General Stacking Theory for Altermagnetism in Bilayer Systems},
author = {Baoru Pan and Pan Zhou and Pengbo Lyu and Huaping Xiao and Xuejuan Yang and Lizhong Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.06964},
year = {2024}
}
备注
(accepted by Phys. Rev. Lett.)