Mg/Ca掺杂GdI₃单层

反铁磁转铁磁

通过5d-4f杂化，掺杂电子实现局域Gd-4f电子的铁磁耦合，获得稳定的半金属铁磁态。

Rong, Guo · 过伊吕 · Zhang, Yehui · Gong, Xiaoshu · Zhang, Tingbo · Xing, Yu · 袁士俊 · 王金兰

Frontiers of Physics 2023

参数信息

掺杂浓度

1/6

技术优势

获得稳定铁磁态

GdI3单层在适当Mg/Ca掺杂下从反铁磁转变为铁磁态。

机制清晰

掺杂电子转移至空间扩展的Gd-5d轨道，通过5d-4f杂化导致局域半满Gd-4f电子铁磁耦合。

关键结构因素

Gd-Gd间距缩短是形成稳定铁磁耦合的关键。

应用场景

• 二维铁磁体：提供从反铁磁材料获得稳定铁磁态的新途径。
• 自旋电子器件：半金属铁磁态可实现高效自旋注入。