δ-(Zn,Cr)S(111)表面上的Dzyaloshinsky-Moriya作用:第一性原理计算

摘要：

根据密度泛函理论的第一性原理计算了具有非中心反演对称的异质结δ-(Zn,Cr)S(111)体系的原子结构和电子结构.Cr原子之间通过第一层S原子传递磁性相互作用.结合广义布洛赫条件,又进一步计算了反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(?q).E(q)与E(?q)能量之差反映了δ-(Zn,Cr)S(111)的S层与Cr层之间空间反演对称性破缺引起的DMI的大小.通过海森伯相互作用(HBI)模型与Dzyaloshinsky-Moriya作用(DMI)模型拟合第一性原理计算值,得到了Cr原子间各近邻的HBI参数J1-J4与DMI参数d1,d2.在δ-(Zn,Cr)S(111)中,Cr原子间的耦合为M型反铁磁.DMI参数d1为?0.53 meV,为顺时针手性DMI,在δ-(Zn,Cr)S(111)界面上有可能会产生斯格明子.本文计算表明,磁性和非磁性半导体界面有可能存在DMI,为理论研究和磁存储技术的进步开拓一个新的方向.

关键词：第一性原理、Dzyaloshinsky-Moriya相互作用、异质结、斯格明子

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资助基金：国家自然科学基金11204131,11374159;江苏省高等学校自然科学研究重大项目17KJA140001;江苏省"六大人才高峰"高层次人才项目XCL-078资助的课题

在线出版日期：2018-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：229-238