碳单层中的孤立零能平带与内在磁性
介观与纳米尺度物理
2024-10-18 v2 材料科学
摘要
扭曲石墨双层中的平带引发了广泛关注，平带能否在碳单层中实现是凝聚态物理学中值得探索的有趣话题。本文证明，基于紧致局部态的理论，可实现一系列具有平带的二维碳化合物。其中两个名为 191-8-66-C-r567x-1 和 191-10-90-C-r567x-1 的相体被确认为具有孤立或弱重叠平带位于费米能级的动力学稳定碳相。平带电子的最大费米速度评估为 1x10^4 m/s 和 0.786x10^4 m/s，均低于魔角石墨中平带电子的费米速度 (4x10^4 m/s)。此外，191-8-66-C-r567x-1 被确认为一种与平带相关的磁性半金属，磁矩为每胞 1.854 miuB，而 191-10-90-C-r567x-1 为平带相关的磁性常金属，磁矩为每胞 1.663 miuB。这些结果不仅表明平带可在碳单层中构建，还指示了基于平带理论实现轻元素无金属磁材料的潜力。
引用
@article{arxiv.2410.01142,
title = {Isolated zero-energy flat-bands and intrinsic magnetism in carbon monolayers},
author = {Chaoyu He and Shifang Li and Yuwen Zhang and Zhentao Fu and Jin Li and Jianxin Zhong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.01142},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 3 figures