垫脚石效应：Cr 掺杂无载流子 Bi2Te3 中由 sp 反键态介导的长程铁磁性
材料科学
2017-01-30 v5 强关联电子
摘要
尽管最近在实现量子反常霍尔效应方面取得了成功，但长程铁磁性的潜在物理机制仍不清楚。基于我们的密度泛函理论计算，我们在 Cr 掺杂的无载流子 Bi2Te3 中发现了一种有趣的长程铁磁有序，其掺杂剂之间的间距超过 8 {\AA}。我们发现，这种磁耦合是由源自 Te 5p 态孤对电子和 Bi 6s 态的反键态所促进的，尽管该反键态位于价带顶之下。这种态充当了隐藏在电子海中的垫脚石，并介导了长程磁有序。我们提出了一种有效的电子跳跃模型来解释这一机制。这一新颖机制有助于理解绝缘体中的长程铁磁性，并可能促使在稀磁半导体中实现长程磁有序。
引用
@article{arxiv.1701.04943,
title = {Step Stone Effect: A sp anti-bonding Mediated Long-Range Ferromagnetism in Cr-doped Carrier-Free Bi2Te3},
author = {Chunkai Chan and Xiaodong Zhang and Yiou Zhang and Kinfai Tse and Bei Deng and Jingzhao Zhang and Junyi Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.04943},
year = {2017}
}