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人工晶体学报2024年第08期:二维MXene材料CrVCF_2的电子性质和磁性的第一性原理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘晓莹;黄海深;孙丽;潘孟美;尚真真;

单位:海南师范大学教师教育学院;遵义师范学院物理与电子科学学院;海南师范大学物理与电子工程学院;琼台师范学院理学院;

摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了—F官能团对Janus型MXene二维材料CrVC的结构、电子性质和磁性的影响。计算结果表明,—F官能团改变了CrVC的电子性质和磁性,CrVCF_2的9种可能结构的基态是铁磁态,其中CrVCF_2-33结构的能量最低,是最为稳定的基态结构,其磁矩为5.01μ_B,带隙为0.099 eV,具有半导体特性。在施加-4%~+4%的双轴拉伸与压缩应变时,CrVCF_2-33的总磁矩保持不变;能量随着压缩或拉伸应变的增大而变大,但变化的幅度低于0.2 eV;带隙在应变的作用下会发生改变,当拉伸应变为2.4%时,带隙减小到0.005 eV,接近于零,可看作是自旋零带隙半导体。由此可知,适度的应变可调节CrVCF_2材料的电子能带结构,甚至可形成自旋零带隙半导体,这在自旋电子学领域具有潜在的应用价值。

关键词:第一性原理;;MXene材料;;—F官能团;;电子结构;;磁性;;应变

基金资助:海南省自然科学基金面上项目(121MS032);; 贵州省遵义市市校联合基金(遵市科合HZ字[2022]128号);; 遵义师范学院科研项目(遵师BS[2022]10号)