近日，理学院物理系计算物理团队宋昌盛副教授，在国际著名物理旗舰期刊《Phys. Rev. B》上发表了题为“Thickness dependence of the critical temperature and magnetic coupling in multilayer Cr2Sn2Te6”的学术论文。
物理学硕士生薛育飞为论文第一作者，该生已于2022年12月提前毕业并继续在西安交通大学攻读博士研究生。宋昌盛副教授为通讯作者，浙江理工大学为论文唯一署名单位。该工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和浙江理工大学基础研究等项目支持。
工作简介：
在这项工作中，我们结合第一性原理计算和蒙特卡罗模拟，研究了二维范德华Cr2Sn2Te6（CST）磁体中临界（居里或奈尔）温度与层数的依赖关系和层内、层间磁耦合的微观机理。结果表明，很大程度上取决于二维磁体的厚度与堆叠序，发现 CST磁体中值从48 K（单层）大幅提升至133 K（块体）。对于多层CST，从磁耦合交换角度分析，发现其层内铁磁耦合主要与直接和超交换相互作用的竞争有关；层间磁耦合主要归因于多近邻间的铁磁和反铁磁 (Cr-Te-Te-Cr)的超-超交换相互作用。此外，在垂直方向施加应变被证明是调控二维磁体中的有效手段。研究表明，当层间Cr-Cr距离减小到6.17 Å时，块体CST的转变温度升高到429 K（远高于室温），并发生了层间铁磁反铁磁的磁耦合转变。此工作为基于二维范德华室温铁磁体及自旋电子学的相关理论和实验研究提供了理论支撑。
论文信息：
Yufei Xue, Zhong Shen, Zebin Wu, and Changsheng Song*, Phys. Rev. B 108, 064416 (2023).
URL: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.064416
