Magnetic anisotropy and ferroelectric-driven magnetic phase transition in monolayer Cr2Ge2Te6

单层 凝聚态物理 磁性 材料科学 铁电性 磁晶各向异性 各向异性 铁磁性 磁各向异性 居里温度 磁矩 磁化 纳米技术 磁场 物理 光电子学 光学 量子力学 电介质
作者
Wen-Rong Liu,Xiao-Jing Dong,Ye-Zhu Lv,Wei-xiao Ji,Qiang Cao,Pei‐ji Wang,Feng Li,Changwen Zhang
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:14 (9): 3632-3643 被引量:35
标识
DOI:10.1039/d1nr05821e
摘要

Monolayer Cr2Ge2Te6 (ML-CGT) has attracted broad interest due to its novel electronic and magnetic properties. However, there are still controversies on the origin of its intrinsic magnetism. Here, by exploring the electronic and magnetic properties of ML-CGT, we find that the magnetic shape anisotropy (MSA) is vital for establishing the long-range ferromagnetism, except for the contribution from magnetocrystalline anisotropy energy (MCA). Electronic band analysis, combined with atomic- and orbital-resolved magnetic anisotropy from a second-order perturbation theory, further reveals that the MCA of ML-CGT is mainly originated from hybridized Te-py and -pz orbitals. The MSA from magnetic Cr atoms in ML-CGT is larger than MCA, resulting in an in-plane magnetic anisotropy. Noticeably, by constructing a heterostructure (HTS) with ferroelectric Sc2CO2, CGT undergoes an in-plane to out-of-plane spin reorientation via ferroelectric polarization switching, accompanied with an electronic property transition from semiconductor to half-metal. The Curie temperature of CGT/Sc2CO2 HTS can be enhanced to 92.4 K under the ferroelectric polarization, which is much higher than that of pristine ML-CGT (34.7 K). These results not only clarify the contradiction of magnetic mechanism of ML-CGT in previous experimental and theoretical works, but also open the door for realizing nonvolatile magnetic memory devices based on a multifunctional ferromagnetic/ferroelectric HTS.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
yangyangyang发布了新的文献求助10
1秒前
siccy完成签到 ,获得积分10
1秒前
图南关注了科研通微信公众号
2秒前
我是老大应助Mrrr采纳,获得10
2秒前
ZTT发布了新的文献求助10
2秒前
调皮的凝旋完成签到,获得积分10
2秒前
JiangY完成签到,获得积分10
2秒前
妮妮爱smile完成签到,获得积分10
3秒前
咕噜仔发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
研友_VZG7GZ应助King16采纳,获得10
4秒前
lyn发布了新的文献求助10
4秒前
瑰夏完成签到,获得积分20
4秒前
喜洋洋发布了新的文献求助10
4秒前
ZL发布了新的文献求助10
4秒前
zhang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
顺利的爆米花完成签到 ,获得积分10
5秒前
沉静秋尽完成签到,获得积分10
5秒前
大个应助沉静的颦采纳,获得10
5秒前
657完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
执念完成签到 ,获得积分10
6秒前
ECCE713完成签到,获得积分10
6秒前
小刺完成签到,获得积分10
6秒前
sweetbearm应助zxl采纳,获得10
6秒前
优秀的盼夏完成签到,获得积分10
7秒前
传奇3应助沉敛一生采纳,获得10
7秒前
科研通AI5应助咕噜仔采纳,获得50
7秒前
lm完成签到,获得积分20
7秒前
FFF发布了新的文献求助10
8秒前
小二郎应助哈哈采纳,获得10
8秒前
乐乐应助juan采纳,获得10
9秒前
txyouniverse完成签到 ,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助纷花雨采纳,获得10
9秒前
小十二完成签到,获得积分10
9秒前
Tianxu Li发布了新的文献求助10
10秒前
月白完成签到,获得积分10
10秒前
淡淡de橙子完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759