层状金属间化合物中二维 kagomé 层的扭转
材料科学
2021-08-10 v2
摘要
二维层状材料与范德华固体中的化学键，是理解并利用其独特电子、磁、光学、热及超导性质的核心。本文中，我们通过激光布里奇曼法生长单晶，借助 X 射线衍射测量，报道了金属性 kagomé 化合物 MgCo6Ge6 在 T = 100(2) K 时自发、双向、双层扭转（扭转角约 4.5°）的发现。尽管从 T ~ 300 K 冷却至 100 K 时出现静态扭转，但在物理性质测量中未发现相变证据。结合比热中爱因斯坦声子模贡献的存在，这意味着扭转在所有温度下均存在，但在室温下为热涨落所致。晶体轨道哈密顿布居（COHP）分析表明，层间协同扭转在耦合到连接相邻层、强键合且刚性的 (Ge2) 二聚体时，稳定了 Co-kagomé 网络。对晶体结构中位移无序的进一步建模显示了第二种缺 Mg 的堆垛序列的存在。该替代堆垛序列亦呈现层间扭转，但模式不同，与因去除 Mg 引起的电子数变化一致。磁化、电阻率与低温比热测量均符合泡利顺磁性强关联金属。我们的结果对化学概念如何导致层状材料中新奇电子结构与行为提供了关键见解。
引用
@article{arxiv.2102.03522,
title = {Twisting of 2D kagom\'e sheets in layered intermetallics},
author = {Mekhola Sinha and Hector K. Vivanco and Cheng Wan and Maxime A. Siegler and Veronica J. Stewart and Elizabeth A. Pogue and Lucas A. Pressley and Tanya Berry and Ziqian Wang and Isaac Johnson and Mingwei Chen and Thao T. Tran and W. Adam Phelan and Tyrel M. McQueen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03522},
year = {2021}
}