基于二维纳米石墨烯框架的有机交替磁体
介观与纳米尺度物理
2025-08-06 v1
摘要
交替磁性是第三类共线磁序，其能带结构将净零磁化与由时间反演对称性破缺引起的非相对论性自旋劈裂相结合。迄今为止，设计展现交替磁性平台的主要策略依赖于以 d 区金属为自旋中心的无机晶体，其中一个代表性例子是具有通过 pi/2 旋转关联的反平行 D2h 磁性块的二维正方晶格。尽管对磁性原子为金属并无严格要求，但由于对称性约束，用碳等轻元素构建交替磁性框架具有挑战性。我们展示了如何通过在 pi 共轭纳米石墨烯中引入非交替环来克服这一困难。更具体地，dibenzo[ef,kl]heptalene 是一种 S = 1 的 pi 共轭碳氢化合物，由两个融合的七边形和六边形图构成，它是交替磁性二维晶体的合适构建块。在本工作中，我们通过自旋极化能带结构的 DFT 计算证实了这一假设，呈现出具有时间反演对称性破缺的自旋补偿基态，以及第一价带和导带的 d 波对称性。对于基于由连接体连接的 dibenzo[ef,kl]heptalene 单元的共价有机框架，也获得了一致的结果，为实现有机交替磁性材料铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2508.03234,
title = {Organic altermagnets based in two-dimensional nanographene frameworks},
author = {Ricardo Ortiz and Karol Strutyński and Manuel Melle-Franco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.03234},
year = {2025}
}