具有量子反常霍尔效应的二维室温铁磁半导体
材料科学
2019-09-04 v4
摘要
获得室温铁磁半导体是科学上的重大挑战之一，也是实现室温量子反常霍尔效应（QAHE）的必要前提，二者均长期备受期待。本文基于第一性原理计算报道，PdBr3、PtBr3、PdI3 和 PtI3 单层是可能具有高温 QAHE 的铁磁半导体。蒙特卡洛模拟给出的 PdBr3 和 PtBr3 单层的居里温度分别为 350 K 和 375 K。这些二维（2D）材料是陈绝缘体。PdBr3 和 PtBr3 的带隙在 GGA 下分别为 58.7 meV 和 28.1 meV，在 HSE06 下分别为 100.8 meV 和 45 meV，非常有利于观测室温 QAHE。大带隙源于多轨道电子关联。经仔细核查稳定性，预测 PdBr3、PtBr3 和 PtI3 单层在实验中均可实现。本工作为利用室温铁磁半导体开发有前景的自旋电子器件，以及应用室温 QAHE 制造无耗散器件提供了新思路。
引用
@article{arxiv.1904.11357,
title = {Two-Dimensional Room Temperature Ferromagnetic Semiconductors with Quantum Anomalous Hall Effect},
author = {Jing-Yang You and Zhen Zhang and Bo Gu and Gang Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.11357},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 4 figures