Fe3GaTe2在压力下磁学易轴开关的微观机理
材料科学
2026-03-03 v1
摘要
二维层状铁磁体Fe3GaTe2由Te-FeI-FeII/Ga-FeI-Te堆叠序列构成，拥有两种无等Fe位点，具有高Curie温度和强垂直磁各向异性，使其成为自旋电子学应用的理想平台。近期实验观察到在约10 GPa压力下，磁学易轴从垂直于面向平面发生开关，尽管其微观机理尚不清晰。本文我们采用第一性原理计算方法研究Fe3GaTe2在压力下的磁各向异性能的压力依赖性。我们的结果在约10 GPa的临界压力下清晰地揭示了易轴开关，伴随FeI和FeII原子磁矩的显著下降。随着压力增加，自旋上和自旋下能带展开并相互移动，导致净磁化量降低。同时，FeI的自旋轨道耦合（SOC）贡献最初有利于垂直于面易轴，但随着压力增加而减弱并最终改变符号，从而促进平面各向异性。外层Te原子的SOC贡献也随压力稳定地减小，尽管保持原有符号；这一额外减小进一步强化了平面磁学易轴。在相比之下，FeII原子继续偏好垂直于面取向，但其贡献不足以抵消高压下占主导地位的平面偏好。这些发现阐明了Fe3GaTe2磁学易轴开关的机理，并为在自旋电子学应用中调控层状材料的磁各向异性提供了洞察。
引用
@article{arxiv.2510.00429,
title = {Microscopic origin of the magnetic easy-axis switching in Fe3GaTe2 under pressure},
author = {Jiaqi Li and Shuyuan Liu and Chongze Wang and Fengzhu Ren and Bing Wang and Jun-Hyung Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00429},
year = {2026}
}