08. 02. 2022

Exotické magnetostrukturní vlastnosti CrI3

Exotické magnetostrukturní vlastnosti CrI3

Pomocí pokročilých experimentálních technik  jsme odvodili fázový diagram tlak-teplota pro monokrystalický CrI3 (odkaz). 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.