二维超铁电金属：通往铁磁-铁电多铁性材料的不同路径
材料科学
2018-01-17 v2 介观与纳米尺度物理
应用物理
计算物理
摘要
近年来，二维（2D）多铁性材料因其迷人的性质和广阔的应用前景而备受关注。尽管已在二维体系中观测到或预测了铁电（FE）-铁弹性和铁磁（FM）-铁弹性多铁性，但由于 FM 绝缘体极为稀少，二维铁磁-铁电（FM-FE）多铁性仍有待发现。在此，我们首次提出二维超铁电金属的概念，借助该概念，二维体系中 FM-FE 多铁性对绝缘体的前提要求不再必要。我们通过对二维 CrN 和 CrB2 体系进行第一性原理计算，验证了二维超铁电金属和二维金属性 FM-FE 多铁性的概念。研究发现，二维屈曲单层 CrN 是一种具有 FM 基态的超铁电金属，即一种二维 FM-FE 多铁性材料。通过全局优化方法，我们发现二维 CrB2 体系具有反铁磁（AFM）/平面基态和 FM/FE 亚稳态，表明其可用于实现电场调控磁性。我们的分析表明，自旋-声子耦合和金属-金属相互作用是稳定二维体系面外电极化的两种新机制。我们的工作不仅将 FE 的概念扩展到金属体系，也为寻找长期渴求的高温 FM-FE 多铁性材料铺平了新道路。
引用
@article{arxiv.1711.07342,
title = {Two-Dimensional Hyperferroelectric Metals: a Different Route to Ferromagnetic-Ferroelectric Multiferroics},
author = {Wei Luo and Ke Xu and Hongjun Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.07342},
year = {2018}
}
备注
20pages, 5figures