Genuine Dirac Half‐Metals in Two‐Dimensions

自旋电子学 简并能级 哈密顿量(控制论) 半金属 Dirac(视频压缩格式) 磁性 凝聚态物理 物理 石墨烯 铁磁性 量子力学 居里温度 数学 中微子 数学优化
作者
Jialin Gong,Guangqian Ding,Chengwu Xie,Wenhong Wang,Ying Liu,Gang Zhang,Xiaotian Wang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (6) 被引量:19
标识
DOI:10.1002/advs.202307297
摘要

Abstract When spin‐orbit coupling (SOC) is absent, all proposed half‐metals with twofold degenerate nodal points at the K (or K′) point in 2D materials are classified as “Dirac half‐metals” owing to the way graphene is utilized in the earliest studies. Actually, each band crossing point at the K or K′ point is described by a 2D Weyl Hamiltonian with definite chirality; hence, it should be a Weyl point. To the best of its knowledge, there have not yet been any reports of a genuine ( i . e ., fourfold degenerate) 2D Dirac point half‐metal. In this work, using first‐principles calculations, it proposes for the first time that the 2D d 0 ‐type ferromagnet Mg 4 N 4 is a genuine 2D Dirac half‐metal candidate with a fourfold degenerate Dirac point at the S high‐symmetry point, intrinsic magnetism, a high Curie temperature, 100% spin polarization, topology robust under the SOC and uniaxial and biaxial strains, and spin‐polarized edge states. This work can serve as a starting point for future predictions of intrinsically magnetic materials with genuine 2D Dirac points, which will aid the frontier of topo‐spintronics research in 2D systems.
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