人工晶体学报

作者：许华慨, 赖国霞, 苏坤仁, 徐祥福, 车囿达, 贺言, 陈星源

单位：广东石油化工学院理学院,茂名 525000

关键词：二维多铁材料,TiOCl2,磁性,铁电性,V掺杂,Cr掺杂,

基金：广东省自然科学基金(2019A1515011914);茂名市科技计划(2023023)

具有铁电和铁磁性质的二维多铁材料在下一代存储和自旋电子器件中具有重要应用。单层TiOCl2具有潜在的铁电性,但因Ti离子具有3d0电子结构而表现出较弱的磁性,为了提升铁磁性,本文对V和Cr原子掺杂的单层TiOCl2进行多铁性能的第一性原理研究。结果表明,V离子双位点掺杂时,更容易形成相距较远的结构分布,电子结构呈现反铁磁耦合,并保持系统的较高铁电极化强度。Cr离子双位点掺杂时,通过对自旋电荷密度和Bader电荷的分析,发现两个Cr离子会形成Cr—O—Cr的最近邻铁磁耦合,单层TiOCl2实现较强铁磁性和高铁电极化的共存,带隙也因掺杂Cr呈现减小的趋势,这些发现为实现TiOCl2单层的多铁性行为提供了参考。

来源：2025年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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