Ab Initio Study of the Influence of Spin and Orbital Magnetic Moments on the Stability of Magnetic and Charge Distribution in Co:ZnO Monolayer

凝聚态物理 磁矩 从头算 电荷(物理) 单层 自旋(空气动力学) 材料科学 电荷密度 物理 纳米技术 量子力学 热力学
作者
Anastasiia V. Prokhorenko,Andrey N. Chibisov,Anton Gnidenko,Mary A. Chibisova,Kirill V. Obrazcov,Andrey S. Vasenko,Anurag Srivastava
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:15 (41): 10295-10300
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.4c02744
摘要

The development of ultrathin magnets with tunable magnetic properties is essential for advancing quantum computing technologies. In this study, density functional theory (DFT) calculations were employed to investigate the atomic and electronic structures of a ZnO monolayer embedded with cobalt atoms. The impact of spin dynamics on charge transfer within the Co:ZnO system was thoroughly examined. Results revealed that the orbital magnetic moment of the cobalt atoms plays a crucial role in stabilizing the magnetic and charge distributions across the system. These findings offer valuable insights for the design and fabrication of quantum devices, thereby highlighting the potential of Co-doped ZnO monolayers in quantum computing applications.
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