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Electronic and magnetic properties of van der Waals ferromagnetic semiconductor VI_3

机译：范德华铁磁半导体VI_3的电子和磁性

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摘要

Magnetic van der Waals materials with intrinsic magnetic properties provide the ideal platform for exploring magnetism in the low-dimensional limit. In this work, we investigate the electronic and magnetic properties of the VI_3 material, a new member of the ferromagnetic van der Waals materials. First-principles results confirm the Mott-insulator state as its electronic ground state. The half-metallic state as reported in the literature is a metastable state, with a total energy 0.2-0.3 eV per VI_3, higher than the Mott-insulator state. Magnetocrystalline anisotropy calculations confirm an out-of-plane magnetic easy axis of the VI, monolayer. We predict the interlayer exchange coupling of the VI_3 bilayer to be determined by the interlayer stacking order, ferromagnetic at the most stable and antiferromagnetic at the metastable stacking orders, respectively, reminiscent of the CrI_3 material.
机译：具有固有磁性的范德华磁性材料为在低尺寸范围内探索磁性提供了理想的平台。在这项工作中，我们研究了VI_3材料的电子和磁性，这是铁磁性范德华材料的新成员。第一性原理结果证实了莫特-绝缘子状态为其电子基态。文献报道的半金属态是亚稳态，每个VI_3的总能量为0.2-0.3 eV，高于莫特-绝缘体态。磁晶各向异性计算证实了VI单层的平面外磁易轴。我们预测VI_3双层的层间交换耦合将由层间堆叠顺序决定，最稳定的铁磁性和亚稳态堆叠顺序的反铁磁性分别使人联想到CrI_3材料。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第2期|024411.1-024411.5|共5页
  • 作者

    Yun-Peng Wang; Meng-Qiu Long;

  • 作者单位

    School of Physics and Electronics Hunan Key Laboratory for Super-micro Structure and Ultrafast Process Central South University 932 South Lushan Road Changsha 410083 People's Republic of China;

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