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学术活动

新型二维铁磁材料的设计与调控

作者:点击次数:更新时间:2020年11月02日

邀请嘉宾:赵纪军 教授

大连理工大学我院/三束材料改性教育部重点实验室

会议时间:20201105日  0930                

地址:虎溪校区理科楼LA104

报告内容:

随着二维材料研究的发展,二维铁磁体由于其在自旋电子学器件上的重要应用而受到广泛关注。实验上已经制备了若干金属性和半导体性的二维铁磁体,但是其居里温度(TC)普遍较低。因此,从器件应用的角度,亟待寻找和设计更多具有高居里温度的铁磁体。我们从22种具有较简单结构的过渡金属化合物二维材料出发,进行计算筛选和等电子元素替换,设计出居里温度高达500 K的两种二维磁性半导体CrSClCrSeBr。基于前人关于二维过渡金属碳化物和氮化物中存在较多高TC二维铁磁体的理论发现,我们提出了在二维硼化物和磷化物中寻找二维铁磁材料的思路,并设计出MnB(TC=350 K)[2]Co2P(TC=580 K)两类新型二维单层铁磁体,且MnB单层经过-F-OH基团功能化之后其TC还可以进一步提高到400 K600 K。此外,我们提出了在非化学计量比材料中,利用不成对的p电子获得新型p态二维磁体,并设计出YN2K2N。其中YN2单层不仅是TC高于330 K的铁磁体,还是具有高费米速度的狄拉克半金属(Half-metal),可以获得量子反常霍尔效应。K2N则具有三个稳定的二维结构相,其TC分别高达1180 K (H)513 K (T)484 K (I)。最后,我们针对CrI3双层磁体层间反铁磁耦合的特性,分别提出采用半导体衬底的近邻效应和Cr/I原子自插层两种办法调控体系的层内和层间铁磁耦合,可以将CrI3双层转变为具有较高的居里温度铁磁体。上述理论结果,为设计和筛选新型二维铁磁材料,调控磁性性质,发展自旋电子学器件提供了思路。


嘉宾介绍:赵纪军教授,毕业于南京大学,现任三束材料改性教育部重点实验室主任,大连理工大学我院院长,Advances in Physics X等四个SCI国际期刊编委。主要研究领域为低维凝聚态物理、计算材料学。发表SCI论文500多篇,总引用19000余次,H因子69,入选爱思维尔中国高被引学者。获国家自然科学二等奖1项、省部级科技奖6项,入选万人计划领军人才、长江学者特聘教授。