铁磁性CrI$_3$与CrGeTe$_3$单层中Kitaev相互作用与单离子各向异性之间的相互作用
材料科学
2018-11-14 v1 强关联电子
摘要
磁各向异性对于稳定二维（2D）磁性至关重要，后者在自然界中罕见，但在自旋电子学及推进基础认知方面极具价值。近期关于CrI和CrGeTe单层的研究不仅实现了长期寻求的二维铁磁性观测，还揭示了两系统截然不同的磁各向异性，即CrI的伊辛行为与CrGeTe的海森堡行为。这种磁性差异与这两种材料在结构和电子上的相似性形成强烈反差，在微观尺度上理解它将大有裨益。本文通过第一性原理计算并分析，建立了一个简单哈密顿量，以研究CrI和CrGeTe单层的磁各向异性。两系统中的各向异性交换耦合出人意料地被确定为Kitaev型。此外，发现该Kitaev相互作用与单离子各向异性（SIA）之间的相互作用能自然解释CrI和CrGeTe的不同磁性行为。最后，还进一步发现Kitaev相互作用和SIA均由重配体（CrI中的I或CrGeTe中的Te）的自旋轨道耦合诱导，而非通常认为的3d磁性Cr离子。
引用
@article{arxiv.1811.05413,
title = {Interplay between Kitaev interaction and single ion anisotropy in ferromagnetic CrI$_3$ and CrGeTe$_3$ monolayers},
author = {Changsong Xu and Junsheng Feng and Hongjun Xiang and L. Bellaiche},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05413},
year = {2018}
}