Ni 掺杂二维 Fe$_5$GeTe$_2$ 中高于室温铁磁性的微观机理洞察

提升二维（2D）磁体的居里温度（$T_\mathrm{C}$）对于室温自旋电子学应用极为迫切。Fe$_{5}$GeTe$_{2}$ 是一种优异的范德瓦耳斯金属铁磁体，因其可调的物理性质以及相对于其他二维磁体更高的 $T_\mathrm{C}$。利用密度泛函理论结合动力学平均场理论与蒙特卡洛模拟，我们表明 Fe$_{5}$GeTe$_{2}$ 单层的 $T_\mathrm{C}$ 可通过 Ni 取代掺杂提升至远高于室温。研究发现两个特定亚晶格（Fe1 和 Fe4）分别是 Ni 占据的第一和第二能量优先位点。Fe$_{5-\delta}$Ni$_{\delta}$GeTe$_{2}$ 的 $T_\mathrm{C}$ 在 $\delta \sim$20\% 时升高至约 400 K。特定 Fe5-Fe4 对之间的交换相互作用在调控转变温度中起主导作用，其受掺杂诱导的结构畸变影响。最后，我们强调了动力学电子关联对随 Ni 掺杂变化的 Fe-$d$ 轨道位点分辨电子结构与准粒子质量的影响。