双层 CrI$_3$ 中磁相互作用的微观理解

我们对双层 CrI$_3$ 的层间磁耦合进行了详细的微观分析。作为理解近期实验观测并将其用于器件应用的第一步，我们估算了磁 force 响应以及总能量。各种范德华泛函一致指出低温结构双层 CrI$_3$ 为铁磁基态，并独立地由磁 force 响应计算进一步确认。计算得到的轨道依赖磁 force 清楚地表明 $e_g$-$t_{2g}$ 相互作用是稳定此铁磁序的关键。通过抑制该铁磁相互作用并增强 $e_g$-$e_g$ 与 $t_{2g}$-$t_{2g}$ 的反铁磁轨道通道，可实现所需的反铁磁序。我们表明高温单斜堆垛可为此情况。我们的结果为理解多层 CrI$_3$ 的磁性提供了独特信息与见解，为其应用铺平道路。