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二维二卤化物与三卤化物中的三角对称性破缺及其电子效应

强关联电子 2022-07-13 v1 材料科学

摘要

我们研究了二维范德瓦耳斯 MX2_2 二卤化物与 MX3_3 三卤化物中过渡金属(M)位点的近似三角(D3dD_{3d})点对称性的后果。三角对称性导致过渡金属 dd 壳层的 2-2-1 轨道分裂,其可由层间距及配体-配体键长变化调控。与各种低对称性晶格模耦合的轨道序可解除剩余轨道简并,我们以 ZrI2_2 与 CuCl2_2 为例解释其如何支持独特电子态,并简要概述该类材料中可能的电子构型。通过构建并分析适配相应对称性的 Wannier 模型,我们考察三角对称性、电子关联效应与 pp-dd 轨道电荷转移之间的相互作用如何导致绝缘的、轨道极化的磁性及/或轨道选择 Mott 态。我们的工作建立了理解、控制与调控低维关联卤化物中电子态的严格框架。分析表明,三角对称性及其破缺是二维卤化物的关键特征,在从 CrI3_3α\alpha-RuCl3_3 的材料中寻找新颖电子态时必须加以考虑。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.04665,
  title  = {Trigonal Symmetry Breaking and its Electronic Effects in Two-Dimensional Dihalides and Trihalides},
  author = {Alexandru B. Georgescu and Andrew J. Millis and James M. Rondinelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.04665},
  year   = {2022}
}