超柔性原子级薄方形晶格中的高温铁磁性和铁弹性
介观与纳米尺度物理
2025-11-21 v1 材料科学
摘要
在实验可行的二维(2D)晶体中，高温本征铁磁有序、大磁各向异性以及铁弹性和柔韧性等新颖力学性能的共存，对于纳米尺度自旋电子学极具吸引力。然而，识别此类材料的进展有限。在此，通过第一性原理计算，我们首次在P4/nmm空间群的新型二维剥离FeSi纳米片中报告了上述性质的非凡组合。由于强阴离子介导的超交换相互作用，单层FeSi (ML-FeSi) 表现出高达830 K的居里温度Tc，超过了当前的实验记录(ML-Cr3Te4的344 K)。此外，包括FeSi在内，这种同构晶格都表现出异常的柔软性，其超低的面内刚度证明了这一点。值得注意的是，过渡金属原子和方形晶体共同赋予了这族单层材料独特的性质，使其可以从FeSi、MnP、MnAs、CrP、FeI和VAs中的类Ising二维铁磁体转变为CrAs、VP以及多铁性MnGe和TiTe中的二维XY铁磁体。总的来说，我们的工作突出了这种二维晶格在新兴多功能器件应用和非平凡拓扑自旋电子学中的有前途的候选者地位。
引用
@article{arxiv.2410.13372,
title = {High-temperature ferromagnetism and ferroelasticity in ultraflexible atomically thin square-shaped lattices},
author = {Xinyuan Huang and Yueqiao Qu and Yu Liao and Qian Zheng and Ran Liu and Yu Chen and Liang Liu and Junzhong Wang and Gang Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13372},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 5 figures