${\alpha}$-石墨炔的自发反铁磁序及应变对其电子性质的影响

利用从头算密度泛函理论计算中的杂化交换关联泛函，我们研究了 $\alpha$-石墨炔单层的磁性质以及应变对其电子性质的影响。我们发现，在平衡态的 $\alpha$-石墨炔中会出现自发反铁磁 (AF) 序，并伴有能隙（$\sim 0.5\,\mathrm{eV}$）。双轴拉伸应变增强了 AF 态的稳定性以及交错自旋矩和能隙值。该反铁磁半导体相在中等载流子填充下相当稳健，使其失稳的阈值载流子密度高达 $1.7\times10^{14}\,\mathrm{electrons/cm}^2$。$\alpha$-石墨炔中的自发 AF 序和应变效应可以用 Hubbard 模型的框架很好地描述。我们的研究表明，在 $\alpha$-石墨炔中恰当考虑电子关联效应至关重要，并可能为探索其他具有 s 和 p 轨道混合杂化的碳同素异形体中的磁有序开辟一条途径。