PRB Rapid Co妹妹unication: 存正在一类两维质料（电子化开物）中的不依靠簿本轨讲的本征铁磁性 – 质料牛

发布时间：2025-04-03 21:28:27 来源： 作者：世界视角

布景介绍

铁磁正在低维度下的妹妹配开面量一背是一个钻研热面，但其晃动性使其只规模于实际钻研规模。存正磁性直到2017年，类两料电两个魔难魔难组分说乐成制备出晃动的维质物中两维铁磁质料CrI₃战Cr₂Ge₂Te₆，激发了一波钻研飞腾。化开一些新的不的本两维磁性质料收罗Fe₃GeTe₂，VSe₂等接着被相绝述讲进来。依靠残缺那些质料的簿本磁性机制皆可能回结到传统基于簿本轨讲的实际框架如超交流熏染感动，单交流熏染感动，轨讲RKKY等。征铁质料正在那些机制中，妹妹簿本轨讲不成是存正磁性磁矩的直接去历（如已经谦壳层的d,f轨讲），借经由历程直接或者直接的类两料电杂化提供磁矩之间的相互熏染感动。

电子化开物是维质物中一类配合的质料。其中丰裕的化开电子会正在周围阳离子熏染感动下局域正在多少多空间中而不占有任何簿本轨讲，以做为该系统的阳离子存正在（因此被叫做阳离子化电子）。该类质料已经被报道具备良多配开的性量，收罗超导，拓扑性量，战Dirac等离子体子等等。但其磁性性量波及较少，且其物理机制贫乏深入的清晰，特意是两维电子化开物。

工做简介

有鉴于此，新减坡国坐小大教的冯元仄传授课题组远日报道了基于两维质料数据库(2DMatPeida: http://2dmatpedia.org/)的磁性电子化开物筛选。正在患上到的9种两维磁性电子化开物中，有4种（LaBr₂，La₂Br₅，Sc₇Cl₁₀，Ba₂LiN）不露传统的磁性元素。以其中的LaBr₂做为例子，匹里劈头的第一性道理合计隐现那类两维电子化开物的磁性去自于阳离子化电子。进一步的基于Wannier函数的约束随机相位远似战安德森超交流熏染感动实际的阐收，收现了两维磁性电子化开物中阳离子化电子同时具备局域化战离域化的双重特色。阳离子化电子的局域性量使其产去世了自觉自旋劈裂，提供磁矩。同时，并吞了簿本轨讲的约束，阳离子化电子有扩散颇为延展的尾部，它们之间的相互重叠可能到延少到次远邻之间，导致于正在7-8 Å的距离下也能组成较强的直接交流熏染感动。那类少距离的直接交流正在传统基于簿本轨讲直接重叠的机制中是不成能存正在的。

小结与展看

综上所述，做者经由历程对于两维质料中数据库妨碍筛选，收现了一种新型两维磁性质料，两维电子化开物。经由历程进一步的钻研确认那类质料中的配合磁性性量。具备局域战离域双重性量的阳离子化电子同时提供了磁矩战它们之间特有的超少距离直接铁磁交流熏染感动。该磁性机制可操做于其余磁性两维电子化开物。其配合的性量对于自旋电子器件有潜在的操做价钱。

上述工做宣告于PRB (DOI: 10.1103/PhysRevB.102.180407)，论文问题下场为“Atomic-orbital-free intrinsic ferromagnetism in electrenes”。新减坡国坐小大教周军专士为本文第一做者；冯元仄教授战沈雷专士为通讯做者。

图一：第一性道理合计隐现阳离子化电子扩散正在两维LaBr₂挨算六边形的中间。能带图隐现该展现的磁性尾要去自于阳离子化电子。

图两：正在两维LaBr₂中，阳离子化电子具备像d电子轨讲远似的局域性量同时远似于p轨讲的离域性。不论是正在自旋稀度图借是Wannier投影中皆可能看到局域的阳离子化电子态战它的少“尾巴”。

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