Bethe-Slater-curve-like behavior and interlayer spin-exchange coupling mechanisms in two-dimensional magnetic bilayers

凝聚态物理 铁磁性 泡利不相容原理 自旋(空气动力学) 联轴节(管道) 双层 旋转 磁性 材料科学 感应耦合 范德瓦尔斯力 交换互动 物理 化学 量子力学 分子 冶金 热力学 生物化学 有机化学
作者
Cong Wang,Xieyu Zhou,Linwei Zhou,Yuhao Pan,Zhong-Yi Lu,Xiangang Wan,Xiaoqun Wang,Wei Ji
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:102 (2) 被引量:78
标识
DOI:10.1103/physrevb.102.020402
摘要

Layered magnets have recently received tremendous attention, however, spin-exchange coupling mechanism across their interlayer regions is yet to be revealed. Here, we report a Bethe-Slater-curve (BSC) like behavior in nine transition metal dichalcogenide bilayers (MX2, M=V, Cr, Mn; X=S, Se, Te) and established interlayer spin-exchange coupling mechanisms at their van der Waals gaps using first-principle calculations. The BSC-like behavior offers a distance-dependent interlayer anti-ferromagnetic (AFM) to ferromagnetic (FM) transition. This phenomenon is explained with the spin-exchange coupling mechanisms established using bilayer CrSe2 as a prototype in this work. The Se pz wavefunctions from two adjacent interfacial Se sublayers overlap at the interlayer region. The spin alignment of the region determines interlayer magnetic coupling. At a shorter interlayer distance, Pauli repulsion at the overlapped region dominates and thus favors anti-parallel oriented spins leading to interlayer AFM. For a longer distance, kinetic energy gain of polarized electrons across the bilayer balances the Pauli repulsion and the bilayer thus prefers an interlayer FM state. In light of this, the AFM-FM transition is a result of competition between Pauli and Coulomb repulsion and kinetic energy gain. All these results open a new route to tune interlayer magnetism and the revealed spin-exchange coupling mechanisms are paramount additions to those previously established ones.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
2秒前
alexyusheng完成签到,获得积分10
3秒前
CipherSage应助jhj采纳,获得10
3秒前
4秒前
贾明灵发布了新的文献求助10
4秒前
朝朝完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
左安彤完成签到,获得积分10
5秒前
打打应助威武的泽洋采纳,获得30
5秒前
Markus发布了新的文献求助30
8秒前
初雪完成签到,获得积分10
8秒前
汉堡包应助蓝色天空采纳,获得10
8秒前
科研通AI6应助sure采纳,获得10
9秒前
ZeKaWa应助tp040900采纳,获得20
9秒前
天天快乐应助无端采纳,获得10
10秒前
张小北完成签到,获得积分10
10秒前
lj发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
英姑应助jitanxiang采纳,获得10
12秒前
萧湘完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
朱厚璁发布了新的文献求助10
16秒前
zhulinling完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI2S应助zqm采纳,获得10
16秒前
16秒前
啊哈完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
20秒前
YElv完成签到,获得积分10
22秒前
jiay发布了新的文献求助30
23秒前
上官若男应助艾克j采纳,获得10
24秒前
QWE发布了新的文献求助10
24秒前
善学以致用应助朱厚璁采纳,获得10
24秒前
无端发布了新的文献求助10
25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
Acute Mountain Sickness 2000
Selected papers II : with commentaries 1000
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5062637
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4286396
关于积分的说明 13356994
捐赠科研通 4104212
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2247379
邀请新用户注册赠送积分活动 1252944
关于科研通互助平台的介绍 1183868