预测室温下二维 π 电子半金属反铁磁体
介观与纳米尺度物理
2026-04-17 v2 材料科学
摘要
我们提出了一种策略，旨在获得具有全自旋极化费米面、位于奇异平坡带上的导电有机材料，其抗磁性磁矩位于纳米石墠的 π 轨道中。我们考虑的六角晶体，其单元细胞由两种具有 S=1/2 磁矩的不同分子组成：一种是 Aza-3-Triangulene，一种具有轨道简并性质的分子，另一种是 2-Triangulene。所分析的系统为半金属性，表现出反铁磁有序，呈现单位单元中零净总磁矩。我们将密度泛函理论计算与 Hubbard 模型哈密顿量相结合，用于计算磁相互作用、能带、固有异常霍尔效应以及集体自旋激发。我们获得了非常大的分子间交换耦合，范围在 50 meV 之间，这确保了室温稳定性。当磁化 orientations 为垂直平面时，石墨中固有自旋轨道耦合会在能带中打开一个拓扑隧穿间隙，尽管该间隙非常微小，但会导致在十摄氏卡范围内的量子化霍尔电导。超过 1 开尔文后，该系统将表现为一种具有完全补偿磁矩的半金属，从而结合两种特征，使其成为自旋电子学应用的理想材料。
引用
@article{arxiv.2602.17489,
title = {Prediction of room-temperature two-dimensional $\pi$-electron half-metallic ferrimagnets},
author = {J. Phillips and J. C. G. Henriques and J. Fernández-Rossier and A. T. Costa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.17489},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 7 figures