揭示一种具有室温本征铁磁性的二维半导体
材料科学
2019-06-14 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
二维材料已引起广泛关注，因其展现出从超导到拓扑的广泛电子特性。其中，具有磁性的材料最为理想，使我们能同时操控电荷与自旋。在此，基于第一性原理计算，我们证明单层碘砷化铬（CrIAs）——一种尚未发现的稳定二维材料——是一种具有面外自旋磁化的本征铁磁半导体。预测间接带隙为多数自旋 0.32 eV、少数自旋 3.31 eV，足以在室温下保持半导体特征。其居里温度由海森堡模型结合磁各向异性能量经蒙特卡洛方法估算，高达 655 K，远高于室温，这归因于铬 d 轨道与碘 p 轨道间强的直接交换相互作用。本工作对是否存在室温二维铁磁半导体给出了肯定回答。而因缺乏合适室温磁性材料受抑的量子自旋电子器件的实际实现，将迎来巨大机遇。
引用
@article{arxiv.1906.05444,
title = {Uncovering A Two-Dimensional Semiconductor with Intrinsic Ferromagnetism at Room Temperature},
author = {Fang Zhang and Xing-Qiang Shi and Zi-Kang Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05444},
year = {2019}
}