Structural, magnetic and ferroelectric properties of VOBr2 monolayer: A first-principles study

本文借助第一性原理计算，对VOBr2单层的结构、磁性以及铁电性做了系统的研究。计算结果表明低温下VOBr2会产生自发铁电极化，从高对称顺电相转变为铁电相结构。与同族姊妹材料VOI2不同的是，V的二聚化现象不仅无法在VOBr2中稳定存在，还会导致局域磁矩淬灭。此外，VOBr2易磁化轴在面内a轴方向，面内a、b轴上近邻磁矩均为反铁磁耦合。VOBr2中的铁电极化主要由V在a轴方向V-O-V链上的铁电位移产生，大小约为40 μC/cm2。与铁电同步翻转相比，通过分步翻转不同链上的铁电极化，可以有效降低铁电翻转能垒，从而有望通过低能外场实现部分或个别链上的铁电翻转，为低能耗高密度铁电存储器件设计提供新的思路和方向。