Mn掺杂MoSe2及相关异质结的半金属铁磁性

摘要：

本文用第一性原理方法研究了过渡金属Mn掺杂MoSe2单层(Mo0.75Mn0.25Se2)的晶体结构、电子结构和磁性质,发现上下自旋电子分别呈现金属特性和绝缘特性,即体系具有半金属性.结合轨道态密度图,发现两个邻近Mn原子之间通过Mo 4d和Se 4p轨道耦合.在广义布洛赫条件下,计算了单层Mo0.75Mn0.25Se2的自旋螺旋能量与波矢的色散关系,通过海森堡相互作用(HBI)模型拟合计算值得到Mn原子间各种邻近的HBI参数Ji(i=1,2,3,4),发现虽然第一近邻交换耦合系数J1起主导作用,但J2的作用不可忽略.鉴于单层Mo0.75Mn0.25Se2属于易氧化的二维金属材料,而单层MoSe2具有绝缘性质,我们构建了异质结MoSe2/Mo0.75Mn0.25Se2/MoSe2,计算结果表明异质结两侧的MoSe2可有效保护中间层Mo0.75Mn0.25Se2的半金属铁磁性.该研究可深化对二维半金属铁磁性产生机制的理解,为设计稳定的二维半金属铁磁性材料提供普适方法.

关键词：自旋螺旋、色散关系、海森堡相互作用、Mo0.75Mn0.25Se2、异质结

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分类号：O469;O641.4;O57

资助基金：江苏省六大人才高峰XCL-078;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金;江苏省高等学校自然科学研究项目;江苏省高等学校自然科学研究项目;江苏省高等学校自然科学研究项目;江苏省研究生科研与实践创新计划项目;十四五江苏省重点学科资助项目

在线出版日期：2022-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：101-108