Two-dimensional ferromagnetism with strong magnetic interactions induced by Janus-type hydrogenation in FeSe2

铁磁性 凝聚态物理 物理 反铁磁性 原子轨道 自旋(空气动力学) 电子 量子力学 热力学
作者
Wen Qiao,Shiming Yan,Yue Hu,Chengyang Zhao,Shiran Gao,Ru Bai,Tiejun Zhou
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:107 (18) 被引量:16
标识
DOI:10.1103/physrevb.107.184419
摘要

In this paper, using first-principles calculations, we find that single-face (Janus-type) hydrogenation induces a magnetic transition from a ${120}^{\ensuremath{\circ}}$ noncollinear antiferromagnet (AFM) to a robust ferromagnet (FM) with high Curie temperature $({T}_{\mathrm{c}},\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\ensuremath{\sim}345\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K})$ and large perpendicular magnetic anisotropy (MA, $\ensuremath{\sim}2$ meV) in two-dimensional (2D) $\mathrm{Fe}{\mathrm{Se}}_{2}$. This hydrogenation results in a shift of spin-down states of in-plane orbitals $({d}_{xy}/{d}_{{x}^{2}\ensuremath{-}{\mathrm{y}}^{2}})$ to the Fermi level, which is crucial in inducing the high ${T}_{\mathrm{c}}$ and large perpendicular MA. To clarify the strong FM, we proposed a mechanism, i.e., FM direct exchange interaction of spin-down half-filled in-plane orbitals. This interaction is different from the traditional direct exchange interactions in most 2D magnets, which tend to form AFM coupling. As the inversion symmetry is broken, a significant Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI; $\ensuremath{\sim}2.6$ meV) is also induced by the Janus-type hydrogenation. It is found that tuning the exchange integral of orbitals can change the sign of its component of the DMI, providing an approach to manipulate the chirality of magnetic order.
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
zimuxinxin发布了新的文献求助10
刚刚
国子发布了新的文献求助10
刚刚
XIAOBAI发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
3秒前
CipherSage应助平淡善斓采纳,获得10
4秒前
独行独行完成签到,获得积分10
4秒前
唐平完成签到,获得积分10
4秒前
机灵书易发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
星辰大海应助大气的采枫采纳,获得30
6秒前
Heinz发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
桥西小河完成签到 ,获得积分10
9秒前
sszz发布了新的文献求助10
10秒前
自信的网络完成签到 ,获得积分10
10秒前
Zshen完成签到 ,获得积分10
10秒前
wh关闭了wh文献求助
11秒前
saturn应助斑布猫采纳,获得10
11秒前
寒素发布了新的文献求助10
11秒前
思源应助vvA11采纳,获得10
11秒前
orixero应助青阳采纳,获得10
11秒前
12秒前
华仔应助鹿鹿采纳,获得10
12秒前
今后应助Firewoods采纳,获得30
12秒前
xutong de完成签到,获得积分10
12秒前
我不吃葱发布了新的文献求助10
13秒前
上官若男应助一路繁花采纳,获得10
13秒前
王韩发布了新的文献求助10
13秒前
关畅澎发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
苏西完成签到,获得积分10
14秒前
脑洞疼应助kulo采纳,获得10
15秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
小紫发布了新的文献求助10
20秒前
大个应助卫玠从不微笑采纳,获得10
20秒前
白马非马发布了新的文献求助30
21秒前
一路繁花完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011537
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7561677
关于积分的说明 16137219
捐赠科研通 5158304
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762748
邀请新用户注册赠送积分活动 1741490
关于科研通互助平台的介绍 1633665