碳掺杂 LaH$_3$ 中的室温 d$^0$ 铁磁性：基于密度泛函理论模拟的洞察
材料科学
2023-02-14 v1 强关联电子
摘要
采用前沿的密度泛函理论，结合 GGA 与杂化 HSE06 泛函并纳入自旋轨道耦合，我们通过将 C 替代八面体与四面体 H 位点在非磁性 LaH 中构建了稳定的室温铁磁性，其中诱导磁矩主要由 C 原子的 2p 轨道贡献。有趣的是，在杂质浓度低至 1.04 at% 且每个杂质磁矩约 1.0 时即出现磁性特征，其中 C 的 2p 态的局域行为及显著的交换分裂能可归因于诱导磁矩的起源。材料中 Stoner 判据的验证进一步确认了系统铁磁性的 onset，且计算得到的居里温度远高于室温。降低的形成能与较低的杂质浓度要求确保了面向自旋电子器件的实用可行性，其中室温铁磁性由非磁性基体与掺杂剂共同确立。
引用
@article{arxiv.2302.05625,
title = {Room Temperature d$^0$ Ferromagnetism in Carbon Doped LaH$_3$: Insights From Density Functional Theory Simulations},
author = {Poonam Sharma and Alok Shukla and Brahmananda Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.05625},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 6 figures (included), in press in J. Phys. D: App. Phys