$4f$ 原子在 WSe$_2$ 单层晶体上的磁各向异性：DFT+U 研究
介观与纳米尺度物理
2024-06-21 v1 材料科学
摘要
受单原子磁体领域近期进步的启发，尤其是涉及稀土元素 (RE) 的研究，我们采用 DFT+ 计算方法理论探索了选定的 原子（具体为 Eu、Gd 和 Ho）在 1H 相单层过渡金属硫化物 WSe 上的磁性。该研究比较了具有不同 轨道填充和价电子化学的稀土元素，旨在理解不同覆盖密度对 WSe 上磁各向异性的影响。我们观察到，缺乏原子极限下 占据的稀土元素在高密度覆盖下表现出更大的磁各向异性能，而拥有外层 电子的稀土元素在稀疏配置中表现出更大的各向异性。此外，即使是 半填满的轨道，搭配较小轨道磁矩的原子，也能由于与 WSe 显著的轨道杂化，产生显著的磁化旋转能垒。开放 轨道的原子通过自旋轨道耦合效应进一步增强各向异性能垒。这一方面对于实现稳定的磁性信息单元具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2406.14400,
title = {Magnetic anisotropy of $4f$ atoms on a WSe$_2$ monolayer: a DFT+U study},
author = {Johanna P. Carbone and Gustav Bihlmayer and Stefan Blügel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14400},
year = {2024}
}