08. 02. 2022

Exotické magnetostrukturní vlastnosti CrI3

Exotické magnetostrukturní vlastnosti CrI3

Pomocí pokročilých experimentálních technik  jsme odvodili fázový diagram tlak-teplota pro monokrystalický CrI3. Zjistili jsme, že Tc se zvyšuje na ∼66 K s tlakem až do ∼3 GPa, po kterém následuje pokles na ∼10 K při 21,2 GPa. Experimentální výsledky jsou reprodukovány teoretickými výpočty založenými na teorii funkcionálu hustoty, kde jsou elektron-elektronové interakce ošetřeny statickým Hubbardovým U na místě pro Cr 3d orbitaly. Původ tlakem vyvolaného snížení teploty uspořádání je spojen s poklesem vypočteného vazebného úhlu z 95° při okolním tlaku na ∼85° při 25 GPa. Nad 22 GPa experiment a teorie společně ukazují na to, že feromagneticky uspořádaný stav je potlačen a vzniká nejprve komplexní, neznámá magnetická struktura a při dostatečně vysokých tlacích čistě antiferomagnetické uspořádání. Tato sekvence přechodů magnetického uspořádání je doprovázena pomocí vnějšího tlaku indukovaným fázovým přechodem z polovodiče na kov, který odhalují jak vysokotlaká odporová měření, tak ab initio teorie.

Příslušný odkaz:

Exotic magnetic and electronic properties of layered CrI3 single crystals under high pressure

Anirudha Ghosh, D. Singh, T. Aramaki, Qingge Mu, V. Borisov, Y. Kvashnin, G. Haider, M. Jonak, D. Chareev, S. A. Medvedev, R. Klingeler, M. Mito, E. H. Abdul-Hafidh, J. Vejpravova, M. Kalbáč, R. Ahuja, Olle Eriksson, Mahmoud Abdel-Hafiez

doi: 10.1103/PhysRevB.105.L081104