五石墨烯中的四方墨西哥帽色散与含多重各向异性 Weyl 费米子的可切换半金属态
材料科学
2023-04-12 v1
摘要
过去几十年,不断扩充的二维碳同素异形体库为未来碳基电子学带来了广泛的奇异性质。然而,已知同素异形体均因价电子成对配置而本征非磁性。基于已报道的二维碳结构数据库和第一性原理计算,本文证明在著名同素异形体五石墨烯中可获得本征铁磁性,其具有独特的墨西哥帽价带边,导致范霍夫奇点和电子不稳定性。由适度空穴掺杂(可在电解质栅极中实现)诱导,半导体性五石墨烯可转变为具有室温稳定性和可切换自旋方向的不同铁磁半金属。特别地,在适当应变下,自旋向下半金属的较大能量窗口中可发现多重各向异性 Weyl 态,包括 I 型和 II 型 Weyl 锥以及杂化准 Weyl 节线。这些发现不仅确定了用于碳基自旋电子器件获取本征磁性的一种有前景碳同素异形体,也突出了通过结合电学与力学手段实现不同 Weyl 态的可能性。
引用
@article{arxiv.2210.12697,
title = {Tetragonal Mexican-Hat Dispersion and Switchable Half-Metal State with Multiple Anisotropic Weyl Fermions in Penta-Graphene},
author = {Ningning Jia and Yongting Shi and Zhiheng Lv and Junting Qin and Jiangtao Cai and Xue Jiang and Jijun Zhao and Zhifeng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.12697},
year = {2023}
}