金属掺杂诱发二维过渡金属卤化物的多铁性

摘要

二维过渡金属卤化物(如CrI 3)以其独特的电子结构和磁性等性质,受到了越来越多的关注.本征的二维过渡金属卤化物通常具有高对称性的结构(如D 3d对称性),导致铁电性质的缺失.为了在过渡金属卤化物中诱导多铁性,该文采用密度泛函理论系统地研究了金属原子Li或Al掺杂对二维过渡金属三卤化物RhX3、IrX3(X=Cl、Br)材料结构稳定性、电子性质以及铁磁铁电性质的影响.计算结果表明,Li或Al掺杂会引起体系的Jahn-Teller畸变,降低体系的结构对称性,从而产生面内的极化.同时,金属掺杂引入的电子局域在过渡金属的d轨道上,形成局域磁矩,使得体系同时具有了铁电性和磁性.这一发现为实现二维的铁磁铁电性材料提供了新的研究思路,将对自旋电子学的研究发展产生重要意义.