Strong spin-phonon coupling in two-dimensional monolayer VS2 and the origin of its high-temperature magnetism

磁性 凝聚态物理 单层 联轴节(管道) 声子 自旋(空气动力学) 材料科学 物理 纳米技术 热力学 冶金
作者
Shuo Zhang,Yunfei Zhang,Minghao Jia,Chang Pu,Lixiu Guan,Junguang Tao
出处
期刊:2D materials [IOP Publishing]
卷期号:11 (3): 035004-035004
标识
DOI:10.1088/2053-1583/ad3ceb
摘要

Abstract Exploring intrinsic two-dimensional (2D) ferromagnetic (FM) semiconductors with high Curie temperatures ( T c ) is an ongoing challenge. Herein, we found that the phonons of monolayer H-VS 2 are strongly coupled to the magnetic ordering with the spin-phonon coupling constants (15.80 cm −1 for A 1 g and 78.72 cm −1 for E 2 g 1 ) an order of magnitude larger than most other 2D materials, which restricts structural reconstruction of FM ground state through spin interactions. Based on anharmonic model, the variation trend of phonon energy with temperature clearly demonstrates FM ground state at room temperature. The theoretically predicted high T c of 303 K, closely in line with experimental observations, is correlated to the three lowest d -orbitals ( i.e. d x y , d z 2 and d x 2 y 2 ) split by the unique crystal field. The proximity of their energy levels facilitates efficient mutual virtual exchanges, which greatly prompts superexchange-driven FM coupling of adjacent spins, as confirmed by their orbital-resolved magnetic exchange coefficients. Our work validates the double-orbital model for the magnetic coupling mechanisms in 2D H-VS 2 , offers potentials to create novel high T c spintronic semiconductors and paves a way for design of complex micro/nano-magnetoelectric devices.

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
1秒前
打打应助邹鹏采纳,获得30
1秒前
Liii发布了新的文献求助10
2秒前
CipherSage应助Kotori采纳,获得10
2秒前
2秒前
Pluto完成签到,获得积分20
3秒前
大型海狮完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
合适鲂完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
午午午午完成签到 ,获得积分10
5秒前
Lny应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
小米应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
6秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
小米应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
天天快乐应助ljh采纳,获得10
7秒前
Logan应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
万芳完成签到,获得积分10
7秒前
Twonej应助123采纳,获得30
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
酷波er应助old赵采纳,获得10
7秒前
小米应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小二郎应助LYL采纳,获得10
7秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
充电宝应助平淡冬亦采纳,获得10
7秒前
lf66完成签到,获得积分10
7秒前
利奈唑胺完成签到,获得积分10
7秒前
Verity应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
充电宝应助糟糕的铁锤采纳,获得10
8秒前
小米应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
8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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
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 5784182
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5681297
关于积分的说明 15463418
捐赠科研通 4913491
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2644676
邀请新用户注册赠送积分活动 1592532
关于科研通互助平台的介绍 1547112