二维磁性材料的第一性原理计算

作者：许祗铭; 李洋; 徐勇^*; 段文晖^*

来源：科学通报, 2021, 66(06): 535-550.

• 二维磁性材料
• 第一性原理计算
• 磁交换耦合
• 磁各向异性
• 磁性拓扑绝缘体

二维磁性材料具有低维体系独特的电子特性、丰富的可调控特性和优异的磁响应性质,在逻辑计算、信息存储等领域具有广阔的应用前景.自从实验上成功合成原子层厚度的具有本征磁性的二维层状材料CrGeTe3和CrI3以来,二维磁性材料得到了理论计算和实验上的广泛关注.第一性原理计算能够预言材料的结构和性质、辅助实验探索物理现象本质并可进一步设计具有优异性能的新材料.本文首先介绍了磁性材料的基础理论和第一性原理计算方法,接着结合四类典型的二维磁性材料介绍理论计算的研究进展,包括二维磁性绝缘体CrGeTe3和CrI3、二维磁性金属Fe3GeTe2、二维内禀磁性拓扑材料MnBi2Te4和二维高温量子反常霍尔绝缘体LiFeSe.最后对二维磁性材料的第一性原理研究的未来发展方向作了展望.

• 单位
  高等研究院; 北京量子信息科学研究院; 低维量子物理国家重点实验室; 清华大学