元素掺杂 CrI3 薄膜中的层间铁磁性与绝缘体-金属转变
材料科学
2022-11-30 v1
摘要
二维层状材料磁性的探索已引起广泛研究兴趣。对于具有层间反铁磁性的单斜相 CrI3，寻找一种静态且稳健的实现本征层间铁磁耦合的方式是众所期望的。在本快报中，我们通过第一性原理计算研究了非磁性元素（如 O、S、Se、N、P、As 和 C）掺杂的双层与三层 CrI3 体系的电子结构与磁性质。我们的结果表明，O、P、S、As 和 Se 掺杂的 CrI3 双层可实现层间铁磁性。进一步分析显示，掺杂少层 CrI3 中的层间铁磁耦合与局域自旋极化态的形成密切相关。该发现表明，在高掺杂浓度（大于 8.33%）下可实现绝缘的层间铁磁性。当掺杂浓度小于 8.33% 但大于 2.08% 时，由于局域自旋极化态渗流形成连续网格，少层 CrI3 中可发生绝缘体-金属相变。
引用
@article{arxiv.2211.15972,
title = {Interlayer ferromagnetism and insulator-metal transition in element-doped CrI3 thin films},
author = {Shiyang Sun and Xuyan Chen and Xuqi Li and Huihui Zhang and Haidan Sang and Shifei Qi and Zhenhua Qiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15972},
year = {2022}
}