单层电子化合物 Gd$_2$C 中氢化诱导的磁性与电子相变：第一性原理研究
材料科学
2022-08-12 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
近期合成出的二维电子化合物 GdC 被提出为一种铁磁金属，具有多对 Weyl 点，并可能展现大的反常霍尔电导 [Liu 等, Phys. Rev. Lett. \textbf{125}, 187203 (2020)]。鉴于其层状结构，本文对极限厚度单层 GdC 的磁性与电子性质开展了第一性原理研究。我们发现单层 GdC 如同块体形式一般保持铁磁性，而氢化可有效调控其磁性与电子结构。在单侧覆盖氢原子时，单层 GdC 成为费米能级附近单一自旋通道的半金属。对于双侧氢化，单层 GdC 转变为带隙为 0.8 eV 的反铁磁绝缘体。我们的研究表明，单层电子化合物 GdC 可随不同氢化程度发生多种磁性与电子相变，并也可通过氢原子的选择性区域吸附来构建平面异质结，在未来电子与自旋电子器件中具有广阔应用前景。
引用
@article{arxiv.2203.15294,
title = {Hydrogenation induced magnetic and electronic transitions in monolayer electride Gd$_2$C: A first-principles study},
author = {Duo Xu and Jian-Feng Zhang and Zhong-Yi Lu and Kai Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15294},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 6 figures, 1 table