Plasmon modes in monolayer and double-layer black phosphorus under applied uniaxial strain
本文利用线弹性理论研究了在长波范围内，施加面内单轴应变对单层、双层和双层磷烯结构等离子体激元色散的影响。在低能量极限下，这些效应可以通过沿扶手椅和Z字形方向的各向异性能带的曲率变化来建模。我们推导出单轴应变下的等离子体激元模式的解析关系，并表明所施加的应变的方向是很重要的。此外，我们观察到沿扶手椅方向，等离子体色散随应变的变化是不同的，比沿锯齿形方向的变化大。利用两层磷烯系统的解析关系，我们发现层的应变依赖的取向因子可以被认为是一种手段来控制等离子体激元能量的变化。此外，我们的研究表明，等离子体激元集体模式更受影响时，应变相等地施加到层的情况下，其中应变不对称地施加到层。我们还计算了应变对双层磷烯结构中的拖曳电阻率的影响，并得到了等离子体激元激发的变化，由于施加的应变，是主要负责预测的结果。这一研究可以很容易地推广到其他各向异性二维材料。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall
Layer-dependent Ferromagnetism in a van der Waals Crystal down to the Monolayer Limit
自石墨烯的著名发现以来，二维（2D）材料家族已经发展到涵盖广泛的电子特性。最近增加的包括自旋谷耦合半导体，伊辛超导体，可以调谐成量子金属，可能的莫特绝缘体与可调电荷密度波，和拓扑半金属与边缘运输。尽管取得了这一进展，但仍然没有具有内在磁性的2D晶体，这对传感，信息和数据存储等许多技术都很有用。从理论上讲，Mermin-Wagner定理在有限温度下禁止了二维各向同性海森堡模型中的磁序。然而，磁各向异性消除了这种限制，并使例如2D伊辛铁磁性的出现成为可能。在这里，我们使用磁光克尔效应（MOKE）显微镜来证明，单层三碘化铬（CrI 3）是一个伊辛铁磁体与面外自旋取向。它的居里温度为45 K，仅略低于大块晶体的61 K，与弱层间耦合一致。此外，我们的研究表明，层相关的磁相变，展示了典型的范德华晶体的标志性的厚度依赖的物理性质。值得注意的是，双层CrI 3显示抑制磁化与变磁效应，而在三层的层间铁磁性中观察到的散装晶体恢复。我们的工作通过利用原子薄材料的独特功能为研究磁性创造了机会，例如实现磁电子学的电气控制和新颖界面现象的范德华工程。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Ferroelectricity, Ferromagnetism, and Anomalous Hall Effect in Half-metallic Monolayer CrTe
研究证明单层CrTe在室温以上具有动力学稳定的多铁性，结合铁磁性、半金属性、铁电性及磁电耦合，并实现电场可调谐的反常霍尔效应，在自旋电子学领域具应用潜力。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity and ferromagnetism in VOI$_2$ monolayer: the role of Dzyaloshinskii-Moriya interaction
具有内禀铁磁性和铁电性的多铁性材料非常理想，但相当罕见，而大多数铁电磁体是反铁磁性的。最近的一项理论工作[Phys. Rev. B { \bf 99}，195434（2019）]预测，卤氧化物VO $X_2$（$X$：卤素）单层是二维多铁性的，违反了经验$d^0$规则。最有趣的是，成员VOI $_2$被预测表现出自发的铁磁性和铁电性。在本工作中，我们利用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟对VOI $_2$单分子膜的结构和磁性进行了研究。具有强自旋轨道耦合的重元素碘的存在导致极性结构中有效的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这有利于短周期螺旋磁结构。另一个有趣的结果是，原位库仑相互作用可以强烈抑制极性畸变，从而导致铁磁金属态。因此，VOI 2单层是具有螺旋磁性的铁电绝缘体或铁磁金属，而不是铁磁铁电系统。我们的研究突出了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的关键物理作用。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single monolayer ferromagnetic perovskite SrRuO3 with high conductivity and strong ferromagnetism
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（NTT基础实验室，NTT公司）；The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
单层 SrRuO3 在 DyScO3 基底上表现出高导电性和强铁磁性，其电阻率显著低于在 SrTiO3 基底上生长的同类材料，为二维磁性氧化物系统提供了新平台。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A simple Tight-Binding Approach to Topological Superconductivity in Monolayer MoS2
单层二硫化钼（MoS2）具有蜂窝状晶体结构。考虑钼原子三角形亚晶格，引入一个简单的紧束缚哈密顿量，研究了单轴应变下MoS2的相变和拓扑超导电性.结果表明，自旋单态p+ip波相是一个具有非零Chern数的拓扑超导相。当化学势大于（小于）自旋轨道耦合（SOC）强度时，陈数等于四（二），否则等于零。当超导能隙较小时，化学势大于SOC强度时，存在零能Majorana态。最后，我们证明了拓扑超导相在单轴应变下保持不变。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall
Probing the uniaxial strain-dependent valley drift and Berry curvature in monolayer MoSi$_2$N$_4$
通过从头计算和理论分析，研究单轴应变对单层MoSi$_2$N$_4$中谷漂移和贝里曲率的影响，发现应变可调控谷物理，对谷电子学具有重要意义。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer MXenes: promising half-metals and spin gapless semiconductors
半金属和自旋无隙半导体由于费米能级附近的电子完全（100%）自旋极化，是自旋电子学应用的有希望的候选者。基于石墨烯类单层过渡金属碳化物和氮化物的最新实验和理论发现，（也称为MXenes），我们从第一性原理计算证明单层Ti2C和Ti2N表现出几乎半金属的铁磁性，每个分子式单位的磁矩分别为1.91和1.00 UB，而单层V2C是具有不稳定反铁磁性的金属，单层V2N是一种非晶态金属。有趣的是，在双轴应变下，对于单层Ti 2 C，存在从接近半金属到真正半金属、自旋无隙半导体和金属的相变。在适当的双轴应变下，单层Ti_2N仍然是近半金属。单层V2C和V2N的双轴拉伸和压缩应变分别可以引起大的磁矩。我们还表明，这四个单层MXene的结构是稳定的，根据计算的形成能和声子谱。研究表明，与单层石墨烯不同，无空位、无掺杂、无外电场的单层MXenes Ti2 C和Ti2 N具有内禀磁性，特别是半金属铁磁性和自旋无隙磁性，这将为MXenes新型二维材料的自旋电子学应用提供新的研究方向.
2016-03-27 cond-mat.mes-hall
Intrinsic 2D-XY ferromagnetism in a van der Waals monolayer
早在最近对二维材料的迷恋之前，低维系统中相变的临界行为和普适标度一直是人们非常感兴趣的话题。特别吸引人的是在二维中的长程磁序的情况下，曾经被认为是排除在系统的连续对称性的霍恩伯格-梅尔明-瓦格纳定理。虽然平面外各向异性已被证明可以稳定2D磁序，但对于具有平面内旋转对称性的2D磁体来说，这一证明仍然是难以捉摸的。在这里，我们构建了一个近乎理想的易平面系统，石墨烯/6 H-SiC（0001）上生长的CrCl 3单层，并明确地证明了强大的面内铁磁有序与2D-XY系统的临界标度行为特征。这些观测结果表明，第一次实现了有限大小的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（BKT）相变在一个大面积，准独立，范德瓦尔斯单层磁铁与XY普适类;并进一步构成一个理想的平台，研究奇异的现象，如超流自旋输运或二维拓扑平面自旋纹理-如merons。
2021-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat Band and Hole-induced Ferromagnetism in a Novel Carbon Monolayer
在最近的实验中，在具有小魔角的扭曲双层石墨烯（TBG）中观察到超导性和相关绝缘态，这突出了费米能附近的平坦带的重要性。然而，TBG的莫尔图案由超过一万个碳原子组成，这不容易用常规方法处理。通过密度泛函理论计算，我们在一个新的碳单分子层中得到了一个位于E $_F$的平带，该碳单分子层被称为十八原子的环石墨二炔。通过对环状石墨炔进行空穴掺杂，使其平带部分被占据，发现空穴掺杂浓度为1/8，1/4，3/8和1/2的环状石墨炔表现出铁磁性（半金属），而未掺杂的环状石墨炔表现出铁磁性（半金属），表明发生了空穴诱导的非磁性-铁磁性转变.计算得到的1/8、1/4和3/8空穴掺杂浓度的环状石墨二炔的电导率比未掺杂和1/2空穴掺杂的环状石墨二炔的电导率高得多。这些结果使cyclicgraphdiyne真正有吸引力。通过对几种单分子碳膜的研究发现，在具有分离或角连接三角形结构的晶格中，只包含最近邻电子的跳跃，可以产生完美的平带，而且平带的色散可以通过次最近邻电子的跳跃来调节。我们的结果揭示了TBG中平带的形成。本研究还提出了通过在碳材料中掺杂平带来操纵磁性的另一种方法。
2020-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Performance Analysis of Strained Monolayer MoS$_{2}$ MOSFET
我们提出了一个计算研究的影响拉伸/压缩单轴（$\varepsilon_{xx}$）和双轴（$\varepsilon_{xx}=\varepsilon_{yy}$）应变单层MOS $_{2}$ NMOS和PMOS FET。利用密度泛函理论（DFT）评估了能带结构、载流子有效质量和通道多带汉密尔顿等材料性质。使用这些参数，非平衡格林函数（NEGF）形式下的自洽泊松薛定谔解进行模拟MOS器件特性。1.75发现$%$单轴拉伸应变为NMOSFET提供较小（6 $%$）的导通电流改善，而发现相同量的双轴拉伸应变将PMOSFET的导通电流显著改善2-3倍。然而，压缩应变降低NMOS和PMOS器件性能。同时还观察到，只有当沟道材料本质上变成间接带隙时，PMOSFET的性能才能得到改善。我们进一步研究了性能退化的准弹道长通道制度，使用投影电流的方法。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced Ferromagnetism in Monolayer Cr2Te3 via Topological Insulator Coupling
本研究利用分子束外延技术制备了晶圆级单层Cr2Te3，发现将其与拓扑绝缘体(Bi,Sb)2Te3近邻耦合后，居里温度从100K升至约120K且磁化强度显著增强，理论表明Bloembergen-Rowland相互作用是此增强的普遍机制。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible structural and bond reconstruction in 2D ferromagnetic semiconductor VSe2 under uniaxial stress
该研究通过第一性原理计算发现，单轴应力或应变可使二维铁磁半导体VSe2从H相转变为能量更低的H'相，增强铁磁性并改变电子结构，实现结构与键重构。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect in $d^{10}$ Oxide Monolayers
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Institute of Artificial Intelligence, Hefei Comprehensive National Science Center（合肥综合性国家科学中心人工智能研究院）；Fuzhou University（福州大学）
本文提出M₂DO₆二维氧化物家族，通过阳离子脱嵌激活O-2p铁磁性，实现陈数为4的高陈数量子反常霍尔效应，为氧基磁性拓扑平台提供设计原则。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall
Highly anisotropic thermoelectric properties of carbon sulfide monolayers
应变工程应用于一硫化碳单层允许控制带隙，控制电子和热电响应。本文基于第一性原理计算，研究了应变控制下层状材料的超导-金属相变。我们考虑单轴和双轴拉伸应变，我们发现一个高度各向异性的电子和热电子响应取决于所施加的应变的方向。研究结果表明，应变诱导响应是一种有效的控制电响应和热电性能的方法。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Above-room-temperature ferromagnetism in ultrathin van der Waals magnet
二维（2D）磁性范德华材料为研究低维磁性的基础物理、设计新颖的磁相以及实现可调谐和高度可调谐的自旋电子器件提供了强大的平台。为了实现用于此类应用的高质量和实用的设备，迫切需要具有高于室温的有序温度的鲁棒2D磁体，其可以通过剥离来产生。本文报道了在室温以上表现出磁性的钴取代Fe_5GeTe_2（CFGT）片状薄片的研究。通过对金刚石中氮空位中心的量子磁成像，在16 nm的CFGT薄片中观察到室温下的铁磁性。这对应于从坚固的单晶剥离的最薄的室温2D磁体薄片之一，达到与实际自旋电子应用相关的厚度。CFGT的居里温度Tc范围从310 K的最薄的薄片研究到328 K的散装。为了研究高温单层铁磁性的前景，进行了Monte Carlo计算，预测CFGT单层中的Tc ~270 K的高值。进一步提高单层Tc的途径进行了讨论。这些结果支持CFGT作为一个有前途的平台，以实现高品质的室温二维磁体器件。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in ABC-trilayer graphene
在这篇文章中，我们研究了ABC堆叠的三层石墨烯的铁磁行为。这是使用最近邻紧束缚模型，在长程库仑相互作用的存在下。对于一个给定的电子-电子相互作用g和掺杂水平n，我们确定的总能量是否最小化为我们的变分参数的顺磁或铁磁配置。首先计算未屏蔽情况下的g-n相图。然后，我们包括使用一个简化的表达式的费米子气泡图屏蔽的影响。我们发现，ABC-三层石墨烯的铁磁性比单层，双层和ABA-三层石墨烯更强大。尽管屏蔽降低了ABC-三层石墨烯中的铁磁区，但临界掺杂水平仍然比未屏蔽的双层石墨烯大一个数量级。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
Emergent ferromagnetism in the NiI$_2$-NbSe$_2$ van der Waals heterostructure
Aalto University（阿尔托大学）
研究单层NiI₂靠近超导NbSe₂衬底时磁基态的变化，利用低温STM和STS，发现金属衬底使NiI₂交换作用重整化并驱动其进入铁磁基态，确立YSR态为二维磁性原位探针，证明衬底工程可控制原子级薄材料磁序。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-temperature ferromagnetism and antiferromagnetism in monolayer \ce{CrTe2}: Roles of strong spin-lattice coupling and charge doping
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）
通过第一性原理计算和蒙特卡洛模拟，揭示了单层CrTe2中晶格应变与载流子密度调控的丰富磁相图，预测了新型双条纹反铁磁相，并实现了室温铁磁和反铁磁性。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable magnon topology in monolayer CrI$_\mathbf{3}$ under external stimuli
本文研究了单层 CrI3 在应变、电门控和磁场等外部刺激下拓扑磁振子的可调行为，证明可调控磁态及磁振子带隙的大小与拓扑，为二维磁性材料拓扑磁振子器件设计提供新思路。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall
Tuning magnetic exchange interactions in 2D magnets: the case of CrGeX$_3$ (X = Se, Te) and Janus Cr$_2$Ge$_2$(Se,Te)$_3$ monolayers
本研究通过计算分析了应变和栅极电压对 CrGeX$_3$ 及 Janus 单层二维磁体磁交换相互作用的调控作用，发现应变可引发铁磁-反铁磁相变，栅极电压能诱导手性涡旋，且 Janus 结构具备多铁性潜力。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall
Absence of ferromagnetism in VSe$_2$ caused by its charge density wave phase
低维材料如过渡金属二硫属化物在单层极限下如何出现磁性仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们提出了一个全面的研究单晶和单层VSe $_{2}$的磁性能，实验和\emph{ab initio}。磁学、X射线磁圆二色性（XMCD）和\emph{ab initio}计算表明，体相化学计量比VSe $_{2.0}$中的电荷密度波引起了结构畸变，费米能级处的态密度大大降低，促使系统向非磁性状态发展，但处于铁磁不稳定性的边缘.在单层极限下，结构重排引起Peierls畸变，在费米能级处能隙打开，并且没有磁有序。对缺陷诱导的VSe $_{2-δ}$单晶的对照实验显示磁性的击穿，丢弃空位作为VSe $_{2}$中磁序的可能起源。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of half-metallic ferromagnetism and valley polarization in transition metal substituted WSTe monolayer
二维Janus材料由于其独特的晶格结构和涌现性质，在自旋电子学和谷电子学应用中具有重要意义。它们本质上表现出面内反转和面外镜像对称破缺，这为材料中的电子提供了新的自由度。然而，这些材料的多功能应用中的主要限制之一是，它们通常本质上是非磁性的。在这里，使用第一性原理计算，我们建议诱导磁自由度的非磁性WSTe通过掺杂过渡金属（TM）元素- Fe，Mn和Co。此外，我们全面探讨了这些系统中的电子，自旋电子和valleytronic属性。我们的模拟预测内在的Rashba和塞曼型自旋分裂在原始的WSTe。获得的Rashba参数为沿$Γ- K$方向的$\sim$ 422 meV\;。我们的研究表明，单轴和双轴应变，我们观察到的增强$\sim$ 2.1\%与3\%的双轴压缩应变的强烈依赖。电子结构显示出半金属性质，其中Fe的含量为6.25和18.75%，Mn的含量为25%，Co的含量为18.75和25%，自旋极化率为100%.对于6.25%的Fe、Mn和Co，所获得的谷极化值分别为65、54.4和46.3meV，与文献中其它Janus材料的数据一致。此外，我们的计算表明，应变依赖的可调性谷极化，我们发现一个增加（减少）的趋势与单轴和双轴拉伸（压缩）应变。当Fe含量为6.25%时，在3%的双向拉伸应变下，$\sim$的最大增强值为$\sim$ 1.72%。
2024-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton and light induced ferromagnetism from doping a moiré Mott insulator
本研究将激子掺杂入TMD层三角形莫尔超晶格的莫特绝缘体，通过DMRG计算发现不同激子跃迁符号下自旋矩形成不同磁序，光泵浦可诱导反铁磁-铁磁转变，为通过中性激子调控磁性提供了新途径。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-1 Dirac half-metal, spin-gapless semiconductor, and spin-polarized massive Dirac dispersion in transition metal dihalide monolayers
自旋-1凝聚态系统的特点是结合了Dirac-like色散和平坦能带，是实现高温电子学和自旋电子学技术在没有外部磁场的理想选择。在这项研究中，我们提出了一个三带紧束缚模型，自旋极化Haldane类次近邻隧穿，骰子晶格和自旋-1狄拉克半金属，自旋-1狄拉克自旋无隙半导体，自旋极化自旋-1质量狄拉克色散与非平凡拓扑结构可以存在于二维铁磁凝聚物质系统中的电子自旋极化P = 1。所提出的自旋极化自旋1相可以有效地实现在铁磁过渡金属二卤化物MX2单分子膜。通过第一性原理计算，我们证明了当M = Fe，X = Br，Cl时，小的压应变使MX2单层膜成为自旋为1的Dirac半金属，而当M = Co，X = Br，Cl时，MX2单层膜成为自旋为1的Dirac无带隙半导体.自旋一狄拉克无自旋带隙半导体CoBr 2和CoCl 2嵌入平带铁磁性，其中自旋轨道耦合在分散价态和导带之间打开拓扑非平凡狄拉克带隙，同时使平带不受影响。自旋极化的自旋1质量狄拉克色散中的内禀平带铁磁性是实现量子反常霍尔态（Chern数C =-2）的关键。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically Driven Magnetic Phase Transition of Monolayer RuCl3
纳米结构中强烈的光-物质相互作用提供了光学控制材料特性的可能性。受最近发现的二维材料中的内在长程磁序的启发，这使得可以创建前所未有的小尺寸的新型磁性器件，我们预测，光可以与磁性耦合，并有效地调整单层钌的磁序（RuCl 3）。第一性原理计算表明，自由载流子和光激发的电子空穴对都能使单层RuCl 3从近自旋液相转变为稳定的铁磁相.具体来说，中等的电子-空穴对密度（约10^13 cm-2）可以显著稳定铁磁相10 meV/f. u。与之字形相位相比，因此预测的铁磁性可以通过光泵浦实验来驱动。分析表明，这种磁相变是由掺杂引起的晶格应变和巡游铁磁性的共同作用驱动的。根据伊辛模型计算，我们发现铁磁相的居里温度可以通过增加载流子或电子空穴对密度而显著提高。这种增强的光磁效应为通过非接触式光学方法操纵二维磁性提供了新的机会。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Air Stable and Layer Dependent Ferromagnetism in Atomically Thin van der Waals CrPS$_{4}$
二维材料中的铁磁性为开发具有先进功能的自旋电子器件提供了一个很有前途的平台。最近发现的铁磁范德华晶体，如CrI $_{3}$，容易隔离的二维晶体，是高度可调的通过外部磁场或结构修改。然而，由于材料在空气暴露下的不稳定性，仍然存在挑战。在这里，我们报告的观察空气稳定和层依赖铁磁（FM）范德华晶体，CrPS $_{4}$，使用磁光克尔效应显微镜。在反铁磁（AFM）散装相反，FM面外自旋取向被发现在单层晶体。此外，交替AFM和FM性能观察到的偶数和奇数层表明层之间的强大的反铁磁交换相互作用。在这些晶体中观察到的铁磁性即使在暴露于空气中大约一天后仍然保持弹性，为范德华自旋电子学的实际应用提供了可能性。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable room-temperature ferromagnetism in CrBr$_3$
本研究基于第一性原理海森堡XXZ模型，发现通过栅极诱导的载流子掺杂可调控单层CrBr₃的磁有序至室温，空穴掺杂可增强铁磁性，电子掺杂可改变磁易轴，为电控二维自旋电子等器件提供新可能。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dependence of the magnetic interactions in MoS$_2$ monolayer on Mn-doping configurations
理解在$2H$ -MoS $_2$单层中可能遇到的各种Mn掺杂配置的磁性可能对其在自旋电子学中的使用是有益的。采用密度泛函理论加Hubbard U（DFT $+$ U）方法，研究了MoS $_2$单层中Mn原子的单取代、双取代和三取代构型对MoS单层总磁化强度的影响.我们发现，掺杂配置起着关键作用，在稳定的铁磁态Mn掺杂的MoS $_2$单层。事实上，Mn-Mn磁性相互作用被发现是铁磁的，并且对于Mn在等距替代位置处的磁性相互作用是强的，其中平均间隔范围为6-11 μ m。最强的铁磁相互作用被发现时，取代是在第二近邻的扶手椅链的Mo-网站。成簇在能量上是有利的，但它强烈地降低了铁磁交换能。我们的研究结果表明，有序的Mn掺杂剂的MoS $_2$单层需要增加其潜在的铁磁性。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-controlled thermoelectric properties of phosphorene hetero-bilayers
本研究利用部分二维单层材料的可逆半导体-金属转变特性，提出堆叠磷烯与一硫化碳的异质双层结构，通过第一性原理计算证实单轴应变可调控两层的导电/导热角色，为新型器件设计提供新思路。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Borophosphene: a New Anisotropic Dirac Cone Monolayer with High Fermi Velocity and Unique Feature of Self-doping
二维狄拉克锥材料在费米能级处表现出线性能量色散，在费米能级处载流子的有效质量非常接近于零，费米速度为1/2，仅比光速低2 ~ 3个数量级。这种Dirac锥材料在高性能电子器件中具有很大的前景。本文采用遗传算法和第一性原理计算相结合的方法，提出了一种新的二维各向异性Dirac锥材料，即正交磷化硼（BP）单层膜，命名为borophene。利用分子动力学模拟和声子色散对硼氧膦的动力学和热稳定性进行了研究。由于B-B和P-P二聚体的独特排列，其力学和电学性质具有高度的各向异性。非常有趣的是，硼膦的狄拉克锥是稳健的，独立于平面内的双轴和单轴应变，并且也可以在其一维（1D）锯齿形纳米带和扶手椅纳米管中观察到。费米速度约为105 m/s，与石墨烯的费米速度相同。利用紧束缚模型分析了硼氧膦的狄拉克锥的起源。此外，硼膦的面内双轴和单轴应变以及纳米管的曲率效应可以诱导出独特的自掺杂特性，这对实现高速载流子（空穴）是非常有利的。我们的研究结果表明，硼磷分子在高性能电子器件中具有很大的应用前景，这将促进实验和理论研究，以进一步探索其他二维Dirac锥片的潜在应用。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of intrinsic piezoelectricity and ferromagnetism induced by small biaxial strain in septuple-atomic-layer $\mathrm{VSi_2P_4}$
与实验合成的$\mathrm{MoSi_2N_4}$具有相同结构的七原子层$\mathrm{VSi_2P_4}$被预测为无自旋带隙半导体（SGS）。在这项工作中，双轴应变被施加到$\mathrm{VSi_2P_4}$的电子性质的调整，它跨越了广泛的性质时，增加应变从铁磁金属（FMM）到SGS到铁磁半导体（FMS）到SGS到铁磁半金属（FMHM）。由于反转对称性破缺，在0 ~ 4%的应变范围内，FMS $\mathrm{VSi_2P_4}$可以实现铁磁和压电的共存。计算得到的1%、2%和3%应变下的压电应变系数$d_{11}$分别为4.61 pm/V、4.94 pm/V和5.27 pm/V，均大于或接近体相压电材料的典型值5 pm/V。最后，与$\mathrm{VSi_2P_4}$类似，可以通过$\mathrm{VSi_2N_4}$单层中的应变实现压电性和铁磁性的共存。我们的工作表明FMS相的$\mathrm{VSi_2P_4}$具有固有的压电性能，在自旋电子器件中具有潜在的应用。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
