层状关联范德瓦尔斯磁体 CrPS$_{4}$ 的无参数处理

我们采用 SCAN 元 GGA 密度泛函考察了二维磁性半导体 CrPS$_{4}$ 的电子与磁结构。我们发现所得的磁矩与带隙与实验高度吻合。从块体磁构型出发，我们确认了实验观测到的 A 型反铁磁（A-AFM）有序基态，其每个铬原子的磁矩为 2.78 $\mu_B$，带隙为 1.34 eV。为深入理解基态随层数演化的规律，我们计算了多种厚度下各磁构型的总能量。单层 CrPS$_{4}$ 被预测为带隙 1.37 eV 的铁磁绝缘体，双层与三层为 A-AFM，带隙分别为 1.35 eV 与 1.30 eV。我们给出了单层、双层、三层及块体 CrPS$_{4}$ 的电子结构。最后，我们探究了该二维结构的光学性质，并给出了单层的介电张量分量与克尔参数。