Two-Dimensional Cr2X3S3 (X = Br, I) Janus Semiconductor with Intrinsic Room-Temperature Magnetism

杰纳斯 磁性半导体 单层 材料科学 磁性 凝聚态物理 带隙 铁磁性 铁磁性 自旋电子学 半导体 纳米技术 磁化 光电子学 物理 磁场 量子力学
作者
Daoxiong Wu,Zhiwen Zhuo,Haifeng Lv,Xiaojun Wu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:12 (11): 2905-2911 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.1c00454
摘要

The exploration of two-dimensional (2D) semiconductors with intrinsic room-temperature magnetism for use in nanoscale spintronic devices is of particular interest. Recently, the ferromagnetic CrX3 monolayer (X = Br, I) has received growing attention, but low critical temperature hinders its practical applications in spintronics. Here, using first-principles calculations, we report 2D Cr2X3S3 (X = Br, I) Janus semiconductors with room-temperature magnetism by replacing one layer of halogon atoms with sulfur atoms in CrX3 monolayer. Our results demonstrate that Cr2Br3S3 and Cr2I3S3 Janus crystals are ferrimagnetic semiconductors, that maintain their magnetic order, with a direct bandgap of 1.19 and 0.61 eV and high critical temperature of 387 and 447 K, respectively. The residual unpaired p electrons on the S anions lead to a strong direct-exchange interaction between the Cr and S atoms. Moreover, their room-temperature magnetism is robust under biaxial strain, while the bandgap can be remarkably modulated with strain. The novel magnetic properties in 2D Cr2X3S3 Janus magnetic semiconductors give them promising applications 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
材料化学左亚坤完成签到,获得积分10
3秒前
vv发布了新的文献求助10
4秒前
Ayiiiii完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
m(_._)m完成签到 ,获得积分0
6秒前
Yee发布了新的文献求助10
7秒前
心往完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
700w完成签到 ,获得积分0
9秒前
zzz完成签到,获得积分20
14秒前
凝雁完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
心往关注了科研通微信公众号
16秒前
19秒前
19秒前
20秒前
BeLoved发布了新的文献求助10
22秒前
guoy郭莹完成签到,获得积分20
22秒前
23秒前
阿明完成签到 ,获得积分10
23秒前
一小只柚子完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
guoy郭莹发布了新的文献求助10
25秒前
DDB发布了新的文献求助10
25秒前
3492881045完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
ly完成签到,获得积分10
27秒前
WYN发布了新的文献求助10
28秒前
TGM_Hedwig完成签到,获得积分10
31秒前
干净的琦应助蓝天采纳,获得10
33秒前
BeLoved完成签到,获得积分10
33秒前
love454106完成签到,获得积分10
34秒前
36秒前
OatX完成签到 ,获得积分10
36秒前
eve关注了科研通微信公众号
40秒前
Zzz完成签到,获得积分0
40秒前
kkkkyt完成签到 ,获得积分10
41秒前
Hushluo完成签到,获得积分10
43秒前
大方的谷丝完成签到,获得积分10
45秒前
46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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6359581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8173554
关于积分的说明 17214712
捐赠科研通 5414579
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865562
邀请新用户注册赠送积分活动 1842883
关于科研通互助平台的介绍 1691105