具有亚铁磁性的滑动铁电金属
材料科学
2025-11-17 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
具有亚铁磁性的二维（2D）滑动铁电（FE）金属代表了一类此前未被探索的自旋电子学材料，其兼具面外铁电极化、金属导电性和有限净磁化强度，这些特性共同使得通过铁电翻转实现电控自旋电子学功能成为可能。在此，基于反铁磁（AFM）金属双层，我们提出了一种构建二维滑动铁电亚铁磁（FiM）金属的通用策略，该策略可实现三重耦合翻转，即铁电极化、自旋劈裂和净磁化强度通过铁电翻转同时反转。作为一个原型实现，我们设计了一种具有亚铁磁序的双层滑动铁电金属，该金属衍生自单层 Fe₅GeTe₂——一种具有接近室温本征铁磁序的范德华金属。该系统通过层间滑动，展现出从非极性（NP）反铁磁相到铁电亚铁磁相的铁电相变。铁电金属态中的面内镜面对称性破缺解除了存在于非极性相中的非相对论性自旋简并，从而产生了可观的净磁矩。此外，金属性、铁电性和亚铁磁性之间的相互作用在费米能级附近产生了显著的符号可逆输运响应，所有这些都可以通过铁电翻转进行电学控制。我们的结果确立了具有亚铁磁性的滑动铁电金属作为电可重构、高速、低功耗自旋电子学器件的一个有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2508.07947,
title = {Sliding Ferroelectric Metal with Ferrimagnetism},
author = {Zhenzhou Guo and Shifeng Qian and Xiaodong Zhou and Wenhong Wang and Zhenxiang Cheng and Xiaotian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07947},
year = {2025}
}