18. 07. 2025

Výpočetní studie materiálů s magnetickým uspořádáním ve 2D

Výpočetní studie materiálů s magnetickým uspořádáním ve 2D

Členové teoretického oddělení studovali van der Waalsovský (vdW) magnetický materiál VI₃ za pomoci teorie funkcionálu hustoty (DFT). To vedlo k objevu, jak specifický směr jeho snadné osy magnetizace souvisí s mřížkovými deformacemi a také s mimořádně vysokým orbitálním momentem [1]. Měření spektra XAS a XMCD umožnilo potvrdit, že elektronový stav s vysokým orbitálním momentem, který jsme dříve předpověděli, je skutečně přítomen v reálných vzorcích. Toto řešení zahrnuje specifická obsazení elektronových hladin, která vykazují jasné signatury pozorované ve spektru XMCD. Pro hlubší pochopení studovaného problému jsme propojili naše ab initio výsledky s multiplet ligand-field theory [2].

Náš výpočet popsal fononové módy v VI₃ v přítomnosti mnoha možných struktur navržených předchozí analýzou. Porovnáním předpovězených fononových spekter s těmi, které byly pozorovány pomocí IR a Ramanovy spektroskopie, byly získány důležité informace o strukturních deformacích [3]. Výpočty DFT také poskytly možné vysvětlení závislosti T_C v VI₃ na tlaku [4]. V podobném vdW materiálu VBr₃ naše výpočty předpovídají, že magnetický základní stav má zigzag AFM uspořádání , a nikoli navrhovaný vrstevnatý AFM uspořádání. Toto zjištění je v souladu s vysokou stabilitou této fáze vůči reorientaci řízené polem [5].

V současné době se naše výzkumné úsilí zaměřuje na neobvyklou tlakovou závislost magnetismu v CrBr₃, tlakovou regulaci magnetického uspořádání v dihalogenidech Ni (první monovrstvý multiferoik), efekty indukované proximity unikátním 2D magnetem CrSBr s vysokou T_c, interakce kvazičástic a tepelný Hallův jev v několika vdW magnetech.

Reference:

[1] L. M. Sandratskii and K. Carva, Phys Rev B 103, 214451 (2021).
[2] D. Hovančík et al., Nano Letters 23, 1175 (2023).
[3] D. Hovančík et al., J. Phys. Chem. Lett. 13, 11095–11104 (2022).
[4] J. Valenta et al., Phys Rev B 103, 054424 (2021).
[5] D. Hovančík et al., Phys. Rev. B 108, 104416 (2023).