2D多铁InCrX3中的电控金属绝缘体相变+磁[APL文献速览]

文摘   2024-10-27 12:50   福建  

题目、链接

doi.org/10.1063/5.0188527

摘要提炼

  • Cr原子替换铁电In2X3单层(X = S, Se)中的In可得到稳定的2D材料InCrX3。

  • 该材料有两种不等价的极化状态,分别以金属和半导体为特征,这与Cr3+离子周围的晶体场有关。因此,它提供了一种实现由铁电开关引起的可逆金属-绝缘体转变的电控的可行方法。

  • 由于Cr3+离子的存在,不同极化态的InCrX3单层还表现出具有不同居里温度和磁晶各向异性能量的强磁性。

非对称铁电极化示意图以及InCrX3结构

FE-I代表绝缘体铁电态,FE-M 代表金属铁电态,对于该材料,具有非对称的铁电势阱,且分别具有绝缘体()、金属()性质。

过渡态能垒和电场调控铁电翻转

能带

InCrS3:(a) ; (b) 
InCrSe3:(a) ; (b) 
  • 极化朝下是绝缘体,朝上是金属,且为半金属(half-metal)

居里温度

InCrS3:(a) ; (b) 
InCrSe3:(a) ; (b) 
  • 由于不同极化态导致的结构变化,不仅发生了金属绝缘体相变,而且磁耦合强度也有很大的变化,可见金属态磁耦合会明显增强。


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