論文の概要: A family tree of two-dimensional magnetic materials with tunable topological properties

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10924v1
• Date: Tue, 21 Dec 2021 01:00:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 22:54:03.146168
• Title: A family tree of two-dimensional magnetic materials with tunable topological properties
• Title（参考訳）: 可変位相特性を持つ二次元磁性材料の系木
• Authors: Huisheng Zhang, Ping Cui, Xiaohong Xu, and Zhenyu Zhang
• Abstract要約: 非自明なバンドトポロジーを持つ2次元(2次元)磁気材料は、エキゾチックな量子状態の出現につながる可能性がある。 CrI3およびCrBr3の親材から, 可変なトポロジカル特性を持つ2次元磁性材料の系統樹を予測した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.5897399714743825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Two-dimensional (2D) magnetic materials empowered with nontrivial band topology may lead to the emergence of exotic quantum states with significant application potentials. Here we predict a family tree of 2D magnetic materials with tunable topological properties, starting from the parental materials of CrI3 and CrBr3. The underlying design principle is that, by substituting the alternating sites of the Cr honeycomb lattice sandwiched between the halogen layers with V or Mn, the parental materials of trivial ferromagnetic insulators are ripe to be converted into topological systems. Specifically, our first-principles calculations show that, due to the elegant interplay between bandgap narrowing and spin-orbital coupling, CrI3 branches into high-temperature quantum anomalous Hall insulators of CrVI6 and CrMnI6 with different topological invariants, while CrBr3 branches into topological half-metals of CrVBr6 and CrMnBr6. Those novel 2D magnets are also shown to be easily exfoliated from their bulk counterparts. The present study is thus geared to advance the field of 2D magnetic materials into the topologically nontrivial realm.
• Abstract（参考訳）: 非自明なバンドトポロジーを持つ二次元(2次元)磁性材料は、大きな応用ポテンシャルを持つエキゾチック量子状態の出現に繋がる可能性がある。 ここでは,CrI3およびCrBr3の親材から,可変なトポロジカル特性を持つ2次元磁性材料の系統樹を予測した。 基礎となる設計原理は、ハロゲン層間にVまたはMnを挟んだCrハニカム格子の交替部位を置換することにより、自明な強磁性絶縁体の親材をトポロジカルシステムに変換することである。 具体的には,バンドギャップ狭角化とスピン軌道結合のエレガントな相互作用により,CrBr3 は CrVI6 と CrMnI6 の高温量子異常ホール絶縁体に,CrBr3 は CrVBr6 と CrMnBr6 のトポロジカル半金属に分岐することを示した。 これらの新しい2Dマグネットは、バルク磁石から容易に剥離される。 そこで本研究では,2次元磁性体の磁場をトポロジカルに非自明な領域へと前進させる。

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