单层H-FeBr$_2$中利用电子关联调控磁各向异性与拓扑相
材料科学
2022-10-05 v1
摘要
电子关联可强烈影响具有开放d或f轨道的二维（2D）材料的电子性质。本文以单层（SL）H-FeBr作为SL H-FeX（X=Cl, Br, I）族的代表，基于DFT+\textit{U}方法的第一性原理计算，研究了此类体系的磁各向异性与电子拓扑中的电子关联效应。我们的结果是，SL H-FeBr的磁各向异性能（MAE）随电子关联强度增加呈现非单调演化行为，主要源于Fe与Br不同元素分辨MAE之间的竞争。进一步研究表明，元素分辨MAE的演化来自各原子内不同轨道间自旋轨道耦合（SOC）相互作用的变化。此外，调控电子关联强度可驱动能带反转发生，使体系经历多次拓扑相变，产生量子反常谷霍尔（QAVH）效应。这些奇异性质对SL H-FeX（X = Cl, Br, I）族具有普遍性。我们的工作揭示了电子关联效应在调控SL H-FeX（X = Cl, Br, I）族磁性与电子结构中的作用，可指导基于这些材料的新型自旋电子学与谷电子学器件的发展。
引用
@article{arxiv.2205.03764,
title = {Tuning the magnetic anisotropy and topological phase with electronic correlation in single-layer H-FeBr$_2$},
author = {Weiyi Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03764},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 8 figures