論文の概要: First principles characterization of spinterfaces between magnetic Cobaltocene molecule and 2D magnets (CrI$_3$, Fe$_3$GeTe$_2$)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.19511v1
• Date: Thu, 19 Mar 2026 22:38:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 19:48:38.909672
• Title: First principles characterization of spinterfaces between magnetic Cobaltocene molecule and 2D magnets (CrI$_3$, Fe$_3$GeTe$_2$)
• Title（参考訳）: 磁性コバルトセン分子と2次元磁石(CrI$_3$, Fe$_3$GeTe$_2$)のスピンタフェイスの第一原理
• Authors: Nikola Machacova, Biplab Sanyal,
• Abstract要約: 単分子磁石ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(II)と2次元磁性材料からなるスピン偏極界面の特性について検討した。 コバルトセン/CrI$_3$界面のフェルミ準位では100%のスピン偏極が観察され,特にスピン輸送への応用が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: In this paper, we examine the properties of spin-polarized interfaces consisting of single-molecule magnet bis(cyclopentadienyl)cobalt(II) (cobaltocene) and two-dimensional magnetic materials, semiconducting CrI$_3$ and metallic Fe$_3$GeTe$_2$, using first-principles density functional theory based calculations. Our calculated adsorption energies indicate the stability of these hetero-interfaces with the observation of hybridization of electronic states across the interface. Magnetic exchange interaction parameters have been obtained from both total energy differences and the Liechtenstein-Katsnelson-Antropov-Gubanov (LKAG) formalism in the basis of maximally localized Wannier functions (MLWFs). Analysis of these parameters shows a strong directional anisotropy in the magnetic substrate-molecule interaction in agreement with the nature of orbital hybridization. Additionally, possible exchange mechanisms are proposed based on orbital-resolved exchange and hopping parameters. We also show that the molecular adsorption may enhance the intralayer exchange interactions, with some exchange parameters reaching up to a 3-fold increase in magnitude compared to the freestanding case. Finally, we observe a 100 % spin polarization at the Fermi level in the cobaltocene/CrI$_3$ interface, which makes it particularly promising for spin-transport applications.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 第一原理密度汎関数理論に基づく計算により, 単分子磁石ビス(シクロペンタジエニル)コバルト(II)と2次元磁性材料(CrI$_3$および金属Fe$_3$GeTe$_2$)からなるスピン偏極界面の特性について検討する。 計算された吸着エネルギーは、界面を横断する電子状態のハイブリッド化を観察することにより、これらのヘテロ界面の安定性を示す。 磁気交換相互作用パラメータは、最大局所化ワニエ関数(MLWF)に基づいて、全エネルギー差とリーヒテンシュタイン-カッツネルソン-アントロポフ-グバノフ(LKAG)形式の両方から得られる。 これらのパラメータの解析は、磁気基板-分子相互作用において、軌道のハイブリッド化の性質に応じて強い方向異方性を示す。 さらに、軌道分解交換とホッピングパラメータに基づく交換機構も提案されている。 また, 分子吸着により層内交換相互作用が促進され, 交換パラメータが3倍に大きくなることが示唆された。 最後に,コバルトセン/CrI$_3$界面におけるフェルミ準位における100 %のスピン偏極が観察され,スピン輸送への応用に特に期待できる。

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