Orbital and magnetic ordering in single-layer FePS3 : A DFT+U study

反铁磁性 凝聚态物理 铁磁性 密度泛函理论 伊辛模型 基态 材料科学 自旋电子学 之字形的 哈密顿量(控制论) 物理 结晶学 化学 量子力学 几何学 数学优化 数学
作者
Mohammad Amirabbasi,Peter Kratzer
出处
期刊:Physical review 卷期号:107 (2) 被引量:13
标识
DOI:10.1103/physrevb.107.024401
摘要

Among the numerous two-dimensional (2D) systems that can be prepared via exfoliation, iron phosphorus trisulfide $({\mathrm{FePS}}_{3})$ attracted a lot of attention recently due to its broad-range photoresponse, its unusual Ising-type magnetic order and possible applications in spintronic nanodevices. Despite various experimental and theoretical-computational reports, there are still uncertainties in identifying its magnetic ground state. In this paper, we investigate the structural and magnetic properties of single-layer ${\mathrm{FePS}}_{3}$ by using density functional theory. Our findings show that orbital ordering leads to a variation in distance between pairs of iron atoms by 0.14 \AA{}. These lattice distortions, albeit small, trigger different (ferromagnetic and antiferromagnetic) exchange couplings so that the ground state consists of ferromagnetically aligned zigzag chains along the long Fe-Fe bonds which couple antiferromagnetically along the shorter Fe-Fe bonds. Within the $\mathrm{DFT}+U$ framework, we parametrize a spin Hamiltonian including Heisenberg, single-ion anisotropy, Dzyaloshinskii-Moriya, and biquadratic interactions. Using $U=2.22$ eV gives a consistent description of both the electronic band gap and the N\'eel temperature in 2D ${\mathrm{FePS}}_{3}$.
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
gengyining发布了新的文献求助10
刚刚
心灵美的水蜜桃完成签到,获得积分10
2秒前
李健应助平淡的雍采纳,获得10
3秒前
3秒前
委屈二发布了新的文献求助10
3秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
1111发布了新的文献求助10
8秒前
木子完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
14秒前
xiao142发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
明理迎曼完成签到,获得积分10
16秒前
gengyining完成签到,获得积分10
16秒前
ccrr完成签到,获得积分10
18秒前
委屈二完成签到,获得积分20
19秒前
20秒前
20秒前
21秒前
哎哟很烦完成签到,获得积分10
21秒前
平淡的雍发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
搜集达人应助Agu采纳,获得10
22秒前
CodeCraft应助xuulanni采纳,获得10
22秒前
22秒前
斯文败类应助柔弱的南烟采纳,获得10
23秒前
24秒前
ccrr发布了新的文献求助10
26秒前
zz完成签到,获得积分10
27秒前
瘦瘦冬寒发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
阿七奶呼呼的完成签到,获得积分10
30秒前
roy完成签到,获得积分10
30秒前
幽壑之潜蛟应助mint采纳,获得10
33秒前
xuulanni发布了新的文献求助10
35秒前
NexusExplorer应助瘦瘦冬寒采纳,获得10
35秒前
研友_VZG7GZ应助平淡的雍采纳,获得10
35秒前
36秒前
调皮的达完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
Relativism, Conceptual Schemes, and Categorical Frameworks 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3462523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3056054
关于积分的说明 9050469
捐赠科研通 2745649
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1506494
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696141
邀请新用户注册赠送积分活动 695674