二维铁磁半导体 CrSBr 中的三轴磁各向异性
材料科学
2021-10-25 v2 强关联电子
摘要
二维（2D）铁磁体近来引起了广泛关注，本文利用第一性原理计算和蒙特卡洛模拟研究了块体及单层 CrSBr 的电子结构与磁性。我们的结果表明，块体 CrSBr 是一种磁性半导体，具有易磁化 b 轴、难磁化 c 轴和中间 a 轴。因此，本文很好地复现了实验上的三轴磁各向异性（MA），并确认其为自旋轨道耦合（SOC）与磁偶极-偶极相互作用的共同效应。我们发现块体 CrSBr 具有强的铁磁（FM）层内耦合，但层间耦合很弱。我们还详细研究了 CrSBr 单层，发现层内 FM 交换持续存在，且形状各向异性对 MA 的贡献更为显著。利用 FM 交换和三轴 MA 的参数，我们的蒙特卡洛模拟显示 CrSBr 单层的居里温度 Tc = 175 K。此外，我们发现沿 a（b）轴的单轴拉伸（压缩）应变会进一步提高 Tc。
引用
@article{arxiv.2108.02418,
title = {Triaxial magnetic anisotropy in the two-dimensional ferromagnetic semiconductor CrSBr},
author = {Ke Yang and Guangyu Wang and Lu Liu and Di Lu and Hua Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02418},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 9 figures, 4 tables