Intrinsic Ferromagnetism in 2D Fe2H with a High Curie Temperature

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作者
Shicong Ding,Yan Xu,Aitor Bergara,Xiaohua Zhang,Yong Liu,Guochun Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (39): 44745-44752 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsami.2c10504
摘要

The rational design of ferromagnetic materials is crucial for the development of spintronic devices. Using first-principles structural search calculations, we have identified 73 two-dimensional transition metal hydrides. Some of them show interesting magnetic properties, even when combined with the characteristics of the electrides. In particular, the P3̅m1 Fe2H monolayer is stabilized in a 1T-MoS2-type structure with a local magnetic moment of 3 μB per Fe atom, whose robust ferromagnetism is attributed to the exchange interaction between neighboring Fe atoms within and between sublayers, leading to a remarkably high Curie temperature of 340 K. On the other hand, it has a large magnetic anisotropic energy and spin-polarization ratio. Interestingly, the above room-temperature ferromagnetism of the Fe2H monolayer is well preserved within a biaxial strain of 5%. The structure and electron property of surface-functionalized Fe2H are also explored. All of these interesting properties make the Fe2H monolayer an attractive candidate for spintronic nanodevices.
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