过渡金属氧化物单层中钙石材料的高通量发现
介观与纳米尺度物理
2025-02-12 v3 材料科学
摘要
钙石材料因能够承载量子态，如量子自旋液体、电荷密度波和非凌乱超导性而闻名。寻找钙石单层是由于其能够在费米能级附近呈现整齐且明确的钙石带，这些带更容易在缺乏层间相互作用的情况下实现。然而，这种缺乏也使许多bulk钙石材料的单层形式不稳定，构成了发现的重大挑战。本文提出了一种策略，通过在过渡金属氧化物中利用氧空位，构建“1+3”设计框架来解决此挑战。通过对349个候选材料进行高通量计算筛选，我们识别出12个热力学稳定的钙石单层，具有多样化的电子和磁性。我们根据晶格几何、对称性、带隙和磁构型将这些材料分为三个类别。对三个代表性单层的详细分析揭示了其费米能级附近的钙石带特征，轨道贡献在氧2p态和过渡金属d态之间变化。该研究表明了“1+3”策略的可行性，为发现低维钙石材料并推动其量子现象的探索提供了有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2410.08501,
title = {High-Throughput Discovery of Kagome Materials in Transition Metal Oxide Monolayers},
author = {Renhong Wang and Cong Wang and Ruixuan Li and Deping Guo and Jiaqi Dai and Canbo Zong and Weihan Zhang and Wei Ji},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.08501},
year = {2025}
}