具有五边形结构的单层铁磁与压电材料CoAsS
材料科学
2019-03-11 v1
摘要
单层五边形材料是一类新兴的二维（2D）材料家族，由于构筑基元为五边形而非众多二维材料中的六边形，其可展现出新颖性质。基于我们近期预测的单层五边形CoS（一种反铁磁（AFM）半导体），我们将一个原胞中的两个S原子替换为As原子以形成单层五边形CoAsS。根据声子计算，所得单层材料是动力学稳定的。我们发现与CoS相比，单层五边形CoAsS的性质发生两个剧烈变化。首先，我们发现磁有序从AFM转变为FM。我们理解该转变由As原子较低的电负性引起，导致Co离子间超交换相互作用的桥接作用减弱。单层五边形CoAsS也因更强的自旋轨道耦合而展现出显著更强的磁晶各向异性能。我们额外进行了蒙特卡洛模拟以计算单层五边形CoAsS的居里温度，预测居里温度为103 K。其次，我们发现单层五边形CoAsS表现出压电性，而单层五边形CoS因其对称中心而不具备该性质。所计算的压电系数也相当可观。FM有序与压电性质的罕见共存使单层五边形CoAsS成为一种有前景的多功能二维材料。
引用
@article{arxiv.1811.03469,
title = {Single-Layer Ferromagnetic and Piezoelectric CoAsS with Pentagonal Structure},
author = {Lei Liu and Houlong L. Zhuang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03469},
year = {2019}
}