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VI3:一种二维伊辛铁磁体

材料科学 2020-03-18 v2 强关联电子

摘要

二维(2D)磁性材料因其在自旋电子学中的广阔应用前景而备受关注。本文通过密度泛函计算、晶体场能级图、超交换模型分析和蒙特卡洛模拟,提出范德瓦耳斯(vdW)材料 VI3 是一种二维伊辛铁磁体(FM)。三角晶体场中的 a1ga_{1g}1^1ee'_{-}1^1 基态导致了二维伊辛铁磁性,这源于显著的单离子各向异性(SIA)以及增强的铁磁超交换,二者均与 V3+ 离子的 SzS_z=1 和 LzL_z=--1 态相关。我们发现,VI3 单层上的拉伸应变进一步稳定了 a1ga_{1g}1^1ee'_{-}1^1 基态,在 2.5–5% 的拉伸应变下其居里温度(TCT_{\rm C})将从 70 K 升高至 90–110 K。此外,我们提出了一组具有强 SIA 的自旋-轨道态,可能有助于寻找更多二维伊辛磁体。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.06027,
  title  = {VI3: a 2D Ising ferromagnet},
  author = {Ke Yang and Fengren Fan and Hongbo Wang and D. I. Khomskii and Hua Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06027},
  year   = {2020}
}

备注

7 pages, 8 figures, 2 tables, Phys. Rev. B Rapid, in press