通过稀土掺杂调控 2D 铁磁体 CrSBr 的性能
材料科学
2024-12-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
2D van der Waals (vdW) 无极性磁性材料日益受到关注，因其独特的性质及其在自旋电子学、磁声学和量子信息技术中的潜在应用。 其中，CrSBr 作为一种半导体，因其较高的 Curie 温度 (TC ~ 146 K)、空气稳定性以及可调的电子和磁性质而居于突出地位。 本文系统研究了 Dy 掺杂 (12.5%、25%、50%) 对 CrSBr 单层结构中结构、电子和磁性质的影响。 我们的结果表明，Dy 掺杂可增强磁各向异性，调制 TC，并可产生由竞争的铁磁和反铁磁相互作用产生的准 1D 铁磁链。 此外，我们还考察了 DySBr、DySI 和 DySeI 单层材料，这些材料与 CrSBr 结构相同。 我们的结果表明，这些材料可剥离至单层，依赖于较弱的交换相互作用和较大的自旋轨道耦合，在低温下表现出长程磁有序。 这一工作为通过稀土掺杂调控 CrSBr 的性能提供了深入见解，为在 2D 极限下的高级应用开辟了新的可能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.17682,
title = {Tailoring the properties of the 2D ferromagnet CrSBr by lanthanide doping},
author = {Sourav Dey and Dorye L. Esteras and José J. Baldoví},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17682},
year = {2024}
}
备注
6 Figures and 18 pages