纳米自旋电子材料与器件团队
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纪维霄老师在J. Mat. Chem. C上发表学术论文《C3Ca2平面薄膜:新型2p狄拉克半金属》

  狄拉克半金属(Dirac half metal)是一种新奇的磁性拓扑材料。与传统半金属材料相同,其一个自旋通道导电,而另一自旋通常则存在带隙,具有100%自旋极化率。同时,狄拉克半金属的导电通道的费米面处存在类似石墨烯的狄拉克锥能带结构,因此其具有极高的电子费米速度,是一种导电性极好的自旋电子学材料。本文的作者们通过第一性原理计算与紧束缚模型方法,成功预测了一种具有六角蜂窝Kagome结构的平面薄膜狄拉克半金属材料:C3Ca2。与之前预测的狄拉克半金属不同,其磁性来源于碳原子的2p轨道,是一种2p磁性材料,其磁性产生的机理可以用以Ca2+离子为桥梁的C原子间经典的双交换机制进行解释。C3Ca2的非导电自旋通道的能隙高达2.51eV,这保证了自旋流的稳定性,同时这些优异的性质不会受到自旋-轨道耦合以及外加应力的影响,确保其在复杂的机械与电磁环境中的应用。

此项工作由团队纪维霄老师完成,张保敏副教授对本工作做出了重要贡献。本工作获得了国家自然科学基金(61504048, 11434006和11304121)以及山东省自然科学基金(ZR2016AB12和ZR2015AL020)的资助支持。



A planer C3Ca2 film: a novel 2p Dirac half metal

Wei-xiao Ji,* Bao-minZhang, Shu-feng Zhang, Chang-wen Zhang,* Meng Ding, Ping Li and    Pei-ji Wang

J. Mater. Chem. C,2017,5, 8504-8508

DOI: 10.1039/c7tc02700a