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极限厚度下的赤铁矿

介观与纳米尺度物理 2020-02-28 v1

摘要

受近期二维 α\alpha-Fe2_2O3_3 合成的启发 [Balan etet al.al. Nat. Nanotech. 13, 602 (2018)],我们通过 abinitioab-initio 和蒙特卡洛模拟,分析了单层及少层 α\alpha-Fe2_2O3_3 相对于块体在结构、振动、电子和磁性方面的性质。我们揭示了单层 α\alpha-Fe2_2O3_3(hematene,赤铁烯)如何区别于少层结构,以及它们如何通过可观测的拉曼光谱与块体相区分。光学光谱显示出主峰向更高能量的逐渐移动,以及当 α\alpha-Fe2_2O3_3 减薄至单层时在较低能量处的附加特征。光学和电子性质均具有强自旋不对称性,意味着单自旋态允许较低能量的光学和电子活动。最后,我们对磁性的考量表明,二维赤铁矿在所有厚度下均具有反铁磁基态,但 Morin 转变的临界温度随样品厚度减小而升高。在各方面,我们都建立了与已有实验数据的联系,并提出了进一步的测量建议。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.11786,
  title  = {Hematite at its thinnest limit},
  author = {C. Bacaksiz and M. Yagmurcukardes and F. M. Peeters and M. V. Milošević},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11786},
  year   = {2020}
}