反铁磁单层Fe2CF2中的大自发谷极化和反常谷霍尔效应
材料科学
2024-04-30 v1
摘要
优于铁磁材料，反铁磁材料没有净磁矩，对外部磁扰动具有鲁棒性且动态速度极高。在反铁磁材料中实现自发谷极化和反常谷霍尔效应对自旋电子学和谷电子学的潜在应用具有重要意义。这里，我们预测了一种具有大自发谷极化的A型反铁磁单层Fe2CF2。单层Fe2CF2在动量空间中具有零贝里曲率，但在实空间中具有非零的层锁定隐藏贝里曲率，这为实现反常谷霍尔效应提供了基本条件。由于Fe2CF2具有空间反演对称性和时间反演对称性的组合对称性（PT对称性），自旋是简并的，这阻碍了反常谷霍尔效应。由于引入了层依赖的静电势，可以使用面外外部电场产生自旋分裂，然后可以在Fe2CF2中实现层锁定的反常谷霍尔效应。此外，当电场方向反转时，自旋分裂的自旋顺序可以反转。证明了在Janus Fe2CFCl中，由于固有的内建电场，无需外部电场即可实现反常谷霍尔效应。我们的工作提供了一种具有优异性能的反铁磁单层来实现反常谷霍尔效应。
引用
@article{arxiv.2404.17596,
title = {Large spontaneous valley polarization and anomalous valley Hall effect in antiferromagnetic monolayer $\mathrm{Fe_2CF_2}$},
author = {San-Dong Guo and Liguo Zhang and Yiwen Zhang and Guangzhao Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17596},
year = {2024}
}