Computational design of double transition metal MXenes with intrinsic magnetic properties

MXenes公司 反铁磁性 自旋电子学 凝聚态物理 铁磁性 材料科学 磁性 居里温度 过渡金属 密度泛函理论 化学 纳米技术 物理 计算化学 生物化学 催化作用
作者
Yinggan Zhang,Zhou Cui,Baisheng Sa,Naihua Miao,Jian Zhou,Zhimei Sun
出处
期刊:Nanoscale horizons [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:7 (3): 276-287 被引量:43
标识
DOI:10.1039/d1nh00621e
摘要

Two-dimensional transition metal carbides (MXenes) have great potential to achieve intrinsic magnetism due to their available chemical and structural diversity. In this work, by spin-polarized density functional theory calculations, we designed and comprehensively investigated 50 double transition metal (DTM) MXenes MCr2CTx (T = H, O, F, OH, or bare) based on the chemical formula of M2C (M = Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W). We highlight that ferromagnetic half-metallicity, antiferromagnetic semiconduction, as well as antiferromagnetic half-metallicity have been achieved in the DTM MXenes. Herein, ferromagnetic half-metallic ScCr2C2, ScCr2C2H2, ScCr2C2F2, and YCr2C2H2 are characterized with wide band gaps and high Curie temperatures. Very interestingly, the ScCr2C2-based magnetic tunnel junction presents a tunnel magnetoresistance ratio as high as 176 000%. In addition, the antiferromagnetic semiconducting TiCr2C2, ZrCr2C2, and ZrCr2C2(OH)2, possessing moderate band gaps and high Néel temperatures, have been predicted. Especially, the Néel temperature of ZrCr2C2(OH)2 can reach 425 K. Moreover, the Dirac cone-like band structure feature is highlighted in antiferromagnetic half-metallic ZrCr2C2H2. Our study provides a new potential strategy for designing MXenes in spintronics.

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
时尚的秋天完成签到 ,获得积分10
1秒前
小白完成签到 ,获得积分10
2秒前
合适的龙猫关注了科研通微信公众号
2秒前
hh发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
萝卜卜完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
啾咪蜜完成签到,获得积分10
4秒前
HandsomeBoy完成签到 ,获得积分10
4秒前
sun完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Jasper应助刘星宇采纳,获得30
6秒前
hooh完成签到,获得积分10
6秒前
ding应助YOUNG采纳,获得10
6秒前
小二郎应助称心的蛟凤采纳,获得10
7秒前
ZZyy完成签到 ,获得积分10
7秒前
my完成签到,获得积分10
8秒前
爱吃香菜完成签到 ,获得积分20
9秒前
咕噜咕噜发布了新的文献求助10
9秒前
askaga完成签到,获得积分10
9秒前
万能图书馆应助勿扰采纳,获得10
9秒前
10秒前
UKU发布了新的文献求助10
10秒前
Yly发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
充电宝应助PhD-SCAU采纳,获得10
13秒前
chen完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
蟹黄堡bro完成签到,获得积分10
15秒前
wang发布了新的文献求助30
15秒前
迷路的雅霜完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
科研通AI6应助JJJJJJJJJJJ采纳,获得10
16秒前
丘比特应助飘逸的太阳采纳,获得10
16秒前
MAFAKETHS发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
初雪完成签到,获得积分10
18秒前
东方元语发布了新的文献求助20
18秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5649626
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4778871
关于积分的说明 15049592
捐赠科研通 4808672
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2571696
邀请新用户注册赠送积分活动 1528088
关于科研通互助平台的介绍 1486851