最近的工作表明,密度泛函理论计算准确地描述了表现出无公度组分层之间的乱层无序的材料。这些计算将其中一种组分近似为另一种组分的连续层之间的有限岛。这种岛近似允许对交错层之间的所有相对角度进行同等处理,并且它消除了与两个层相称的单位单元的要求。这里提出的工作使用这种近似来寻找新的层状材料,表现出乱层无序和磁结构。在第一应用中,该方法找到最近合成的SnSe $_2$ -VSe $_2$系统。该方法预测了一个稳定的Fe $_3$ Ge-VSe $_2$结构和多个稳定的结构,交错Mn $_x$ Se $_y$层与VSe $_2$层。这些Mn $_x$ Se $_y$层表现出涌现的结构和稳定性。
英文摘要:
Recent work shows that density functional theory calculations accurately describe materials exhibiting turbostratic disorder between layers of incommensurate constituents. These calculations approximate one of the constituents as a finite island between continuous layers of the other constituent. This island approximation allows equal treatment of all relative angles between the interleaved layers, and it removes the requirement of a unit cell that is commensurate with both layers. The work presented here uses this approximation to search for new layered materials that exhibit turbostratic disorder and magnetic structure. In a first application, the approach finds the recently synthesized SnSe$_2$-VSe$_2$ system. The approach predicts a stable Fe$_3$Ge-VSe$_2$ structure and multiple stable structures that interleave Mn$_x$Se$_y$ layers with VSe$_2$ layers. These Mn$_x$Se$_y$ layers exhibit emergent structures and stability.
Emergent Spin-Filter at the interface between Ferromagnetic and Insulating Layered Oxides
我们报道了界面感应磁化对铁磁锰氧化物La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$和绝缘铜酸盐PrBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$组成的磁性隧道结输运性质的强烈影响。与通常观察到的隧道磁阻随温度降低而稳定增加相反,该系统在低温下表现出突然的异常降低。有趣的是,这种异常行为可以归因于锰氧化物接触的正自旋极化和界面诱导的Cu磁化的负自旋过滤器效应之间的竞争。
Emergent chirality and enantiomeric selectivity in layered NbOX$_2$ crystals
Aalto University(阿尔托大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU(材料物理中心,西班牙国家研究委员会-巴斯克国立大学);University of the Basque Country (UPV/EHU)(巴斯克国立大学);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学);Regroupement Québécois sur les Matériaux de Pointe (RQMP)(魁北克尖端材料联盟)
研究层状NbOX₂晶体的结构和电子性质,揭示其非手性I m m m相与手性C2相之间的联系,通过原理计算发现中间非手性C2/m相,并探讨电场和压力对手性稳定的影响。
Coherent terahertz magnon-phonon three-wave mixing in a layered antiferromagnet
Nanjing University(南京大学);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(物质结构与动力学马克斯·普朗克研究所);University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所)
First-principles prediction of a new family of layered topological insulators
研究了几十种层状V $_2$ IV $_2$ VI $_6$(V=P,As,Sb,Bi,IV=Si,Ge,Sn,Pb,VI=S,Se,Te)材料,其中几种已在实验中成功合成。其中,我们预测了9个强拓扑绝缘体(TI),2个强拓扑金属(TM)和近20个平凡绝缘体的平衡结构。的TI是在(1;111)拓扑类,具有从0.04到0.2 eV的范围内的能隙。强TM和平凡绝缘体分别属于(1;111)和(0;000)拓扑类。小的压缩应变很容易将一些不重要的绝缘体变成强的TI。该研究不仅丰富了拓扑材料家族,也丰富了范德华层状材料家族,为未来的自旋电子器件提供了有希望的候选材料。
Observation of correlation-driven topological transport and robust ferromagnetism in 2D CrS$_2$
Institute of Physics(物理研究所);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Uppsala University(乌普萨拉大学);Montanuniversität Leoben(莱奥本矿业大学);University of Rijeka(里耶卡大学)
Efficient prediction of highly anisotropic excitonic properties in the layered antiferromagnet CrSBr via time-dependent density functional theory
University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校);CIC nanoGUNE BRTA(纳米技术联合研究中心 nanoGUNE);Universidad de Cantabria(坎塔布里亚大学);Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU(材料物理中心 (CFM-MPC),西班牙国家研究委员会-巴斯克地区大学)
Unmasking charge transfer in the Misfits: ARPES and ab initio prediction of electronic structure in layered incommensurate systems without artificial strain
Orbital inversion and emergent lattice dynamics in infinite layer CaCoO$_2$
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福材料能源科学研究所,SLAC国家加速器实验室);Department of Materials Science and Engineering, Stanford University(斯坦福大学材料科学与工程系);Diamond Light Source(钻石光源);Geballe Laboratory for Advanced Materials, Stanford University(斯坦福大学盖巴利先进材料实验室);Department of Applied Physics, Stanford University(斯坦福大学应用物理系)
Prediction of the High Thermoelectric Performance of Pnictogen Dichalcogenide Layered Compounds with Quasi-One-Dimensional Gapped Dirac-like Band Dispersion
Emergent superconductivity at 16.3 K in an altermagnetic candidate Na$_{2-x}$V$_2$Se$_2$O with broken inversion symmetry
Institute of Physics and Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所及凝聚态物理北京国家实验室);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);College of Physics and Center of Quantum Materials and Devices, Chongqing University(重庆大学物理学院及量子材料与器件中心);College of Physics and Electronic Engineering, Nanyang Normal University(南阳师范学院物理与电子工程学院);School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University(陕西师范大学物理学与信息技术学院)
ConfPred: A layered intergrowth structure prediction model based on confinement self-assembly in two-dimensional interlayer space
结合受限空间中的自组装现象和层状材料的三明治结构,我们建立了一个简单而有效的模型来预测层状共生结构。在这个模型中,一个二维的有限空间是由两个已知的块层,如铁基超导体的Fe $_2$ As $_2$块。然后,仅在受限空间内进行晶体结构预测,以寻找全新的块层。我们在USPEX9.4代码的基础上实现了该模型。在试验中,总能成功地发现已经存在的铁基超导体,如Ba $_2$ Ti $_2$ Fe $_2$ As $_4$ O、Sr $_3$ Sc $_2$ Fe $_2$ As $_2$ O $_5$、Sr $_4$ V $_2$ Fe $_2$ As $_2$ O $_6$等,对比试验表明,我们的模型在寻找共生结构方面具有显著的优势。利用该空间限制预测模型,即使具有多达六个元件的层状共生材料的结构预测也可以以可接受的机器时间消耗来执行。到目前为止,我们已经对铁基超导体的多组分晶体结构进行了预测,发现了几种稳定和亚稳结构,如Ba $_2$ Fe $_2$ As $_3$,Eu $_2$ Fe $_2$ As $_3$,La $_2$ O $_2$ ClFeAs,LiOMn $_2$ As,Li $_4$ OFe $_2$ As $_2$。
Emergent surface resonance from charge density wave symmetry breaking in TiSe2
Xiamen University Malaysia(马来西亚厦门大学);University of Connecticut(康涅狄格大学);University of New Hampshire(新罕布什尔大学);SRM University - AP(安得拉邦 SRM 大学);University of Nebraska-Lincoln(内布拉斯加大学林肯分校);Brookhaven National Lab(布鲁克海文国家实验室);Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Struttura della Materia (CNR-ISM)(意大利国家研究委员会物质结构研究所);CNR-Istituto Officina dei Materiali (CNR-IOM)(意大利国家研究委员会材料研究所);Hiroshima University(广岛大学)
Emergent Magnetic Structures at the 2D Limit of the Altermagnet MnTe
Instituto Madrileño de Estudios Avanzados, IMDEA Nanociencia(马德里高级研究所,IMDEA纳米科学研究所);Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST(加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所(ICN2),西班牙国家研究委员会和巴塞罗那自治大学);Centro de Física de Materiales CFM/MPC (CSIC-UPV/EHU)(材料物理中心 CFM/MPC(西班牙国家研究委员会-巴斯克国立理工大学/巴斯克大学));Departamento de Física de la Materia Condensada Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物理系);Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物理中心(IFIMAC));School of Physics and Astronomy - Monash University(莫纳什大学物理与天文学学院);Instituto Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学尼古拉斯·卡布雷拉研究所)
Emergent 3D Fermiology and Magnetism in an Intercalated Van der Waals System
University of L’Aquila(拉奎拉大学);CNR-SPIN L’Aquila(意大利国家研究委员会自旋物理研究所拉奎拉分部);Univ Rennes, CNRS, Institut des Sciences Chimiques de Rennes-UMR6226(雷恩大学,法国国家科学研究中心,雷恩化学科学研究所);Synchrotron SOLEIL(索莱尔同步辐射中心);CNR-Istituto di Struttura della Materia (CNR-ISM)(意大利国家研究委员会物质结构研究所);Swiss Light Source, Paul Scherrer Institute(瑞士光源,保罗谢勒研究所);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心);MAX IV Laboratory, Lund University(隆德大学马克四实验室)
Analogy between two-dimensional dislocation systems and layered superconductors
利用我们的模型与层状超导体之间的相似性,我们提出了一种对二维位错系统施加外应力的一致处理方法。在后一个模型中使用数学上严格的实空间重正化群(RG)计算的结果,我们扩展了Khantha { \it et al.}从我们的递归关系的非线性方程导出的转变温度作为施加的应力的函数。我们的结果进行了比较Khantha的模型的预测为三个特定的材料和偏差的原因进行了讨论。我们的模型可能的扩展进行了概述。
Intrinsic magnetic topological insulators in van der Waals layered MnBi$_2$Te$_4$-family materials
磁性与拓扑学的相互作用是凝聚态物理和材料科学的重要研究课题,它为探索量子反常霍尔效应、轴子电动力学和马约拉纳费米子等新兴物理提供了巨大的机会。然而,由于缺乏合适的工作材料,这些奇异的物理效应在实验中很少实现。在这里,我们预测,范德华层状MnBi $_2$ Te $_4$ -家庭材料显示二维(2D)铁磁性在单层和三维(3D)$A$型反铁磁性在块体,这可以作为一个新一代的材料平台,为国家的最先进的研究。值得注意的是,我们预测非常丰富的拓扑量子效应与突出的功能,在实验可用的材料MnBi $_2$ Te $_4$,包括3D反铁磁拓扑绝缘体与长期寻求的拓扑轴子状态,II型磁性Weyl半金属(WSM)与简单的一对Weyl点,和高温本征QAH效应。这些惊人的预测,如果实验证明,可能会深刻地改变拓扑量子物理学的未来研究和技术。