氧功能化磁性 i-MXene 的多铁性质

二维多铁材料兼具低维材料与磁电材料的突出物理性质，并因其独特结构可超越三维对应物。本文基于密度泛函理论计算，预测一种 MXene 衍生物，即 i-MXene (Ta$_{2/3}$Fe$_{1/3}$)$_2$CO$_2$，为 I 型多铁材料。源于可靠的 $5d^0$ 规则，其铁电性稳健，沿 a 轴具有高达 $\sim12.33$ $\mu$C/cm$^2$ 的中等极化，易于翻转并可能在室温以上保持。其磁基态为层状反铁磁性。虽为 I 型多铁材料，其 Néel 温度可被顺电-铁电相变显著调控，表现出一种本征磁电耦合。该磁电效应源于常规磁致伸缩，却因交换阻挫而被意外放大。我们的工作不仅揭示了一种非平庸的磁电机理，也为在二维极限下寻找更多多铁材料提供了策略。