二维金属二硫属化物中晶界的本征磁性
材料科学
2013-08-21 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
晶界 (GBs) 通常是降低材料性能的结构缺陷。在此我们表明，二维 (2D) 金属二硫属化物 MX2（M = Mo, W; X = S, Se）中的位错和晶界实际上可以通过赋予材料一种全新的物理性质——磁性，从而改善材料性能。所研究的位错均具有约 1 玻尔磁子的显著磁矩。相比之下，其他研究较多的二维材料中的位错通常是非磁性的。由五边形 - 七边形对组成的晶界表现出铁磁相互作用，并随倾斜角和/或掺杂水平的变化从半导体转变为半金属或金属。当倾斜角超过 47{\deg} 时，结构能量学倾向于正方形 - 八边形对，晶界变为反铁磁半导体。这些特殊的磁性源于位错诱导的局域态、掺杂以及局部化学计量比失衡之间的相互作用。对拓扑晶界进行有目的的工程设计，或许能将 MX2 转化为一种有前景的二维磁性半导体。
引用
@article{arxiv.1308.4355,
title = {Intrinsic Magnetism of Grain Boundaries in Two-dimensional Metal Dichalcogenides},
author = {Zhuhua Zhang and Xiaolong Zou and Vincent H. Crespi and Boris I. Yakobson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4355},
year = {2013}
}
备注
11 pages, 4 figures