Manipulation der magnetischen Eigenschaften der Janus-WSSe-Monoschicht durch Adsorption von Übergangsmetallatomen

Einführung

Spintronics ist eine aufkommende Technologie, die den Spin-Freiheitsgrad ausnutzt und viel versprechend für Geräte der nächsten Generation mit hoher Geschwindigkeit und geringem Stromverbrauch ist [1,2,3,4]. Seit der Entdeckung des mechanisch abgeblätterten Graphens im Jahr 2004 hat ein Forschungsboom an spinelektronischen Geräten auf Basis von zweidimensionalen (2D) Materialien, insbesondere an 2D-Graphen aufgrund seiner langen Spindiffusionslänge und kohärenten Zeit, ausgelöst [5,6, 7]. Graphen besitzt jedoch keine Bandlücke, was seine Entwicklung in optoelektronischen Geräten einschränkt [5]. In letzter Zeit gelten Übergangsmetalldichalkogenide (TMDCs) aufgrund der großen Materialvielfalt und der abstimmbaren Bandlücke als vielversprechende Kandidaten für optoelektronische Anwendungen [8,9,10,11]. Sie weisen im Allgemeinen eine Sandwichstruktur mit der Form X–M–X (MX₂ , wobei M und X ein Übergangsmetall bzw. ein Chalkogenelement darstellen), wie WS₂ und WSe₂ , deren obere und untere Schicht das gleiche Element haben. Interessanterweise weist ein neuer Typ von TMDCs, nämlich die Janus-Struktur von X–M–Y (X und Y repräsentieren jeweils unterschiedliche Chalkogenelemente) [12,13,14] viele neue Merkmale aufgrund der besonderen Strukturen auf, wie z. B. starkes Rashba Spin-Bahn-Kopplungseffekt (SOC) [15, 16], Large Valley Splitting [17, 18], starker piezoelektrischer Effekt [19] und so weiter. Yao et al. berichteten, dass der Rashba-Koeffizient von einschichtigem WSeTe bis zu 0,92 eVÅ beträgt [15], was sogar höher ist als der in herkömmlichen Halbleiter-Heteroübergängen aus InGaAs/InAlAs [20] und LaAlO₃ /SrTiO₃ [21]. Zhouet al. sagten voraus, dass durch die Kopplung mit einem MnO-Substrat eine große Talspaltung von etwa 410 meV in der Janus-WSSe-Monoschicht erzeugt werden könnte [17].

Trotz der oben erwähnten hervorragenden Eigenschaften sind Janus TMDCs intrinsisch nicht magnetisch, was ihre weitere Anwendung in spinelektronischen Geräten behindert. Bisher ist das Design und die Manipulation von niederdimensionalen magnetischen Materialien eine große Herausforderung. Die bisherige Forschung hat Magnetismus in konventionelle TMDCs durch verschiedene Ansätze eingeführt, darunter die Adsorption oder Dotierung von Übergangsmetallatomen (TM) [22,23,24,25], die Einführung von Defekten, Chiralität und Kantenstruktur [26,27,28, 29] usw. Obwohl vorhergesagt wird, dass die Substitution von 3d-TM-Atomen Magnetismus induzieren und die Bandstrukturen in der Janus-MoSSe-Monoschicht modifizieren kann [30], ist eine solche Methode experimentell schwer zu implementieren. Im Vergleich dazu ist die Oberflächenatomadsorption ein effektiver und bequemer Weg, um die physikalischen Eigenschaften von 2D-Materialien anzupassen. Es wird jedoch selten berichtet, wie die adsorbierten Atome die elektronische Struktur und die physikalischen Eigenschaften von Janus-TMDCs verändern. Der Mechanismus der magnetischen Regulation in Janus-TMDCs bleibt unklar.

In dieser Arbeit konstruieren wir verschiedene TMs (Co, Fe, Mn, Cr und V) adsorbierte WSSe-Gerüste und untersuchen umfassend ihre Strukturen und magnetischen Eigenschaften mithilfe von First-Principles-Rechnungen, insbesondere ihre magnetischen Anisotropieenergien (MAEs) bei verschiedenen Adsorptionen Oberflächen. Ihre stabilen Strukturen werden durch die berechneten Gesamtenergien identifiziert und ihre magnetischen Eigenschaften werden durch die Gesamtzustandsdichte (DOS) und differentielle Ladungsdichten analysiert. Es wurde festgestellt, dass das magnetische Moment und die Achse der leichten Magnetisierung signifikant von den adsorbierten Elementen und den adsorbierenden Chalkogenen abhängen. Im Fall der Fe-Adsorption kann die Achse der leichten Magnetisierung des Systems von der Ebene in der Ebene (Se-Seite) in die Richtung außerhalb der Ebene (S-Seite) umgeschaltet werden. Der physikalische Mechanismus der magnetischen Anisotropie wird weiter durch Fe-3d-Orbitalzerlegungs-DOS analysiert.

Rechenmethoden

Alle Berechnungen werden durch Dichtefunktionaltheorie basierend auf periodischen Randbedingungen mit Spin-polarisiert durchgeführt, wie sie im Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) Code implementiert sind [31]. Für das Austausch-Korrelationspotential wird die generalisierte Gradienten-Approximation (GGA) mit der Perdew-Burke-Emzerhof (PBE)-Beschreibung verwendet [32, 33]. Um die Wechselwirkung zwischen TM-Atomen auszuschließen, wird eine 4 × 4 × 1 Superzelle gewählt. Eine 15 Å-Vakuumschicht wird verwendet, um die Wechselwirkung zwischen den Schichten und das periodische Bild zu eliminieren. Die Zwischenschicht-vdW-Wechselwirkung wird unter Verwendung der DFT-D2-Methode beschrieben [34]. Alle Strukturen sind vollständig entspannt, bis die Kraft und die Gesamtenergie das Konvergenzkriterium erreichen, wobei die Konvergenzwerte auf 10 ^–6 . gesetzt werden eV bzw. 0,01 eV. Die Brillouin-Zone wird mit einem dichten Netz von 7 × 7 × 1 und 11 × 11 × 1 unter Verwendung des Gamma-zentrierten Monkhorst-Pack-Gitters in der Strukturoptimierung bzw. der selbstkonsistenten Berechnung beprobt. Die Grenzenergie der ebenen Wellenexpansion ist auf 500 eV optimiert, was die Konvergenz des Systems gewährleistet. Die MAE wird berechnet, indem die Differenz zwischen den Gesamtenergien als Magnetisierung genommen wird, die entlang der Richtungen in der Ebene [100] und außerhalb der Ebene [001] orientiert ist:MAE = E _in – E _aus , SOC wird in den Berechnungen berücksichtigt [35, 36].

Ergebnisse und Diskussion

Um die Adsorption von TM-Atomen auf einer Janus-WSSe-Monoschicht zu simulieren, konstruieren wir zunächst eine einschichtige WSSe-Superzelle bestehend aus 48 Atomen, wie in Abb. 1a gezeigt. Die makellose Janus-WSSe-Monoschicht besitzt ein räumliches C_3v Symmetrie und weist die Sandwichstruktur mit einer Schicht aus S-Atomen, einer Schicht aus W-Atomen und einer Schicht aus Se-Atomen auf. Die Dicke der Monoschicht wird mit 3,35 Å berechnet. Die planare Projektion zeigt eine ideale hexagonale Wabenstruktur mit einer Gitterkonstante von 3,24 Å. Die Bindungslängen von W-S (d_W-S ) und W-Se (d_W-Se ) sind 2,42 Å bzw. 2,54 Å und der Bindungswinkel θ_S-W-Se beträgt 81,76°, was mit den vorherigen Berichten übereinstimmt [37]. Abbildung 1b zeigt die planare durchschnittliche elektrostatische potentielle Energie der Monoschicht WSSe, wobei Z ₀ ist die Dicke der Elementarzelle, Z ist eine Koordinatenvariable und Z /Z ₀ bedeutet die relative Position in der Elementarzelle. Wie erwartet ist die gebrochene Spiegelsymmetrie entlang des Z Richtung führt zu den unterschiedlichen Potentialenergien auf den S- und Se-Oberflächen, und die S-Oberfläche hat das größere elektrostatische Potenzial. Inzwischen haben wir auch die spinaufgelöste DOS der Janus-WSSe-Monoschicht berechnet. Wie in Abb. 1c gezeigt, sind die DOS für die Spin-Up- und Spin-Down-Kanäle symmetrisch verteilt, was darauf hinweist, dass der Grundzustand nicht magnetisch ist. Es ist auch zu sehen, dass die Bandlücke der Janus-WSSe-Monoschicht etwa 1,7 eV beträgt, was zwischen der von WS₂ . liegt [38] und WSe₂ [39].

a Draufsicht und Seitenansichten von Janus WSSe Monolayer. b Die durchschnittliche elektrostatische Potentialverteilung in der Ebene einer WSSe-Monoschicht. c Gesamt-DOS der primitiven Janus-WSSe-Monoschicht

Um Magnetismus in Janus WSSe zu induzieren, wurden fünf verschiedene Arten von 3d-TM-Atomen (Co, Fe, Mn, Cr und V) verwendet, um auf der Oberfläche von Monolayer-WSSe zu adsorbieren. Aufgrund der strukturellen Symmetrie werden drei mögliche Adsorptionsplätze für die Atomadsorption entweder auf der S- oder der Se-Schicht in Betracht gezogen. Wie in Abb. 2 gezeigt, befinden sich die drei Fälle oben auf dem W-Atom (bezeichnet als T_WS oder T_WSe ), auf der Vertiefung des sechseckigen Rings (beschriftet als H_S oder H_Se ) und oben auf dem S (Se)-Atom (bezeichnet als T_S oder T_Se ). Die Gesamtenergien für diese Konfigurationen werden berechnet, um die stabilste Adsorptionsstelle zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Es ist deutlich zu erkennen, dass, wenn sich das TM-Atom auf T_WS . befindet, oder T_WSe , hat das System die niedrigste Energie, was darauf hindeutet, dass die Spitze des W-Atoms die stabilste Adsorptionsstelle ist. Daher basieren alle folgenden Berechnungen der elektronischen Strukturen und magnetischen Eigenschaften auf dieser Konfiguration. Tabelle 2 listet die berechneten Ergebnisse einschließlich der Bindungslänge (d_W-S , d_W-Se , und d_TM-S(Se) ), der Höhenunterschied (∆h ) zwischen dem S(Se)-Atom der oberen Schicht und dem TM-Atom, das gesamte magnetische Moment M_T , das lokale magnetische Moment M_L des TM-Atoms und MAE. Offensichtlich sind die Strukturparameter von d_W-S und d_W-Se unterscheiden sich von denen des primitiven Janus WSSe. Für den Fall, dass die TM-Atome an der S-Seite von WSSe adsorbiert sind, gilt das d_W-S wird durch den Vergleich mit dem im primitiven Janus WSSe (2.41 Å) verlängert, während das d_W-Se fast gleich gehalten wird (2,54 Å). In ähnlicher Weise tritt dieses Verhalten in dem Fall auf, dass TM-Atome auf der Se-Seite adsorbiert werden, wo das d_W-Se wird ebenfalls erweitert. Dies liegt daran, dass die kovalente Wechselwirkung zwischen den TM-Atomen und den benachbarten S(Se)-Atomen die Kopplung zwischen W und S(Se) schwächt und dann zur Verlängerung der W-S(Se)-Bindung führt. Darüber hinaus ist die d_TM-S(Se) und die ∆h für die verschiedenen Adsorptionsoberflächen sind unterschiedlich. Sie weisen den kleineren Wert für die S-adsorbierende Oberfläche auf, was auf die stärkere Elektronegativität für das S-Atom zurückzuführen ist, wie in Abb. 1b gezeigt.

Draufsicht und Seitenansichten verschiedener Konfigurationen. a , d Das TM-Atom befindet sich oben auf dem W-Atom; b , e TM-Atom lokalisiert auf der hohlen Stelle; c , f TM-Atom befindet sich oben auf dem S(Se)-Atom

Im Folgenden konzentrieren wir uns auf das magnetische Verhalten von Janus WSSe nach der Adsorption von TM-Atomen. Wie in Tabelle 2 gezeigt, wird der ausgezeichnete Magnetismus für die verschiedenen Konfigurationen beobachtet. Ein maximales M_T von 6 μB wird in einem Cr-adsorbierten System erhalten. Interessanterweise verursachen unterschiedliche Adsorptionsoberflächen keinen offensichtlichen Unterschied in der M_T , allerdings gibt es einen relativ großen Unterschied in der M_L . Das berechnete M_L sind 0.92, 1.83, 2.73, 4.80 und 2.90 μB auf der S-Oberfläche und 0.93, 1.88, 2.78, 4.86 und 2.98 μB auf der Se-Oberfläche für Co-, Fe-, Mn-, Cr- bzw. V-Adatome. Insbesondere die M_L auf der S-Oberfläche ist für jede Art von TM-Adatom immer kleiner als auf der Se-Oberfläche, was auf den stärker induzierten Magnetismus in Janus WSSe für den Fall der S-adsorbierenden Oberfläche hinweist.

Um einen Einblick in die magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Systeme zu erhalten, wird die spinaufgelöste Gesamt-DOS mit den in Abb. 3 gezeigten Ergebnissen berechnet. Die positiven und negativen Werte bezeichnen die Majoritäts- bzw. Minoritätsspinkanäle und das Fermi-Niveau wird eingestellt Null zu sein. Die Majoritäts- und Minoritätsspinzustände in allen Systemen weisen eine asymmetrische Charakterisierung auf, was die Existenz des Magnetismus bestätigt. Verglichen mit der in Abb. 1c gezeigten DOS von reinem Janus WSSe treten in allen Systemen einige neue Verunreinigungszustände in der Bandlücke auf. Diese Verunreinigungszustände werden hauptsächlich den TM-3d-Zuständen zugeschrieben, einer geringen Menge an Hybridisierung der erstnächsten S-3p- oder Se-3p-Zustände und der zweitnächsten W-5d-Zustände [22]. Aufgrund der Lokalisierung von TM-3d-Orbitalen weisen die Störstellenzustände einen engen Energiebereich auf. Bemerkenswerterweise verteilen sich im Fall von Co-, Fe- und Mn-Adsorptionen die induzierten Störstellenzustände um das Fermi-Niveau nur im Minoritätsspinkanal, was eine 100%ige Spinpolarisation zeigt. Während in den anderen beiden Fällen nur die Majoritätsspinzustände in der Bandlücke vorhanden sind. Außerdem sind aufgrund des Einflusses des internen elektrostatischen Potentials für die verschiedenen Adsorptionsoberflächen das Energieniveau und die Intensität der Störstellenzustände geringfügig unterschiedlich. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die magnetischen Eigenschaften stark vom adsorbierten Element und der adsorbierenden Chalkogenschicht abhängen.

Spinpolarisierte Gesamt-DOS der verschiedenen TM-atomadsorbierten WSSe-Monoschichten. a , b Co; c , d Fe; e , f Mn; g , h Cr; ich , j V

Um den Ursprung des Magnetismus in verschiedenen Systemen weiter aufzudecken, werden die unterschiedlichen Ladungsdichten berechnet. Wie in Abb. 4 gezeigt, gibt es starke negative differentielle Ladungsdichten um TM-Atome und die nächsten benachbarten Chalkogenatome. In der Mitte der TM-S(Se)-Bindung werden signifikante Ladungsakkumulationen beobachtet. Dies bedeutet, dass die TM-Atome und die Chalkogenatome durch kovalente Bindungen verbunden sind. Es ist erwähnenswert, dass die Ladungsakkumulation zwischen TM-S-Bindungen deutlicher ist als die zwischen TM-Se-Bindungen, was auf die stärkere kovalente Wechselwirkung und die kürzere Bindungslänge hinweist. Zwischen dem TM-Atom und dem unteren W-Atom wird aufgrund des internen elektrischen Felds entlang der z-Richtung eine kleine Anzahl von Ladungen akkumuliert. Die Ladungsakkumulationen bei Cr- und V-Adsorption sind geringer als in den anderen Fällen, was mit der in Tabelle 2 gezeigten relativ langen Bindungslänge übereinstimmt. Der Ladungstransfer zwischen den TM-Atomen und der WSSe-Schicht führt zu einer Abnahme der ungepaarten Elektronen in TM-Atomen, was einerseits das magnetische Moment des TM-Atoms reduziert und andererseits den Magnetismus des WSSe induziert.

Differentielle Ladungsdichten verschiedener TM-atomadsorbierter Systeme. a Co; b Fe; c Mn; d Cr; e V

Auch die magnetische Anisotropie für verschiedene Systeme wird untersucht. Die berechneten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Positive und negative MAE zeigen die vertikale bzw. parallele Achse der leichten Magnetisierung des Systems an. Die Cr- und V-adsorbierten Systeme weisen eine negative MAE auf, während die Mn- und Co-adsorbierten Systeme eine positive MAE aufweisen, was zeigt, dass ihre leichten Magnetisierungsachsen in der Ebene bzw. außerhalb der Ebene liegen. Unterschiedliche Adsorptionsoberflächen verursachen geringfügige Änderungen der MAE, jedoch keine Änderungen ihrer leichten Magnetisierungsachse. Interessanterweise sind die Eigenschaften des Fe-adsorbierten Systems völlig unterschiedlich. Seine leichte Magnetisierungsachse wechselt von der in der Ebene liegenden (MAE:−0,95 meV) in die außerhalb der Ebene (MAE:2,66 meV) liegende, wenn sich die adsorbierende Oberfläche von Se zu S ändert.

Um den Mechanismus der veränderten MAE in einem Fe-absorbierten System besser zu verstehen, haben wir die Fe-3d-Orbitalzerlegungs-DOS mit den in Abb. 5 gezeigten Ergebnissen berechnet. Gemäß der Störungstheorie zweiter Ordnung [23, 40, 41, 42 ] kann die aus dem SOC resultierende MAE näherungsweise formuliert werden als:

DOS eines Fe-adsorbierten Systems mit unterschiedlicher Adsorptionsoberfläche, a auf der S-Adsorptionsoberfläche; b auf der Se-Adsorptionsoberfläche. c –g Das im 3d-Orbital zerlegte DOS des an der S-Oberfläche adsorbierten Fe-Atoms. h –l Die im 3d-Orbital zerlegte DOS des an der Se-Oberfläche adsorbierten Fe-Atoms

wo σ ↓(↑), μ ↓(↑) und Eσ , Eμ bezeichnen die Eigenzustände und Eigenwerte der besetzten (unbesetzten) Zustände mit Spinzustand (↓ bzw. ); \(\xi\) stellt die Stärke des SOC dar; Lz und Lx stehen für die Drehimpulsoperatoren. Der SOC wird als Störterm im Hamilton-Operator angesehen und der MAE wird als Energiedifferenz zwischen den besetzten und den unbesetzten Zuständen durch die Kopplung der Drehimpulse Lz . ausgedrückt und Lx . Im Allgemeinen wird MAE durch Nicht-Null-Elemente in Lz . bestimmt und Lx Matrizen nahe dem Fermi-Niveau. Bei gleichen Spinzuständen (↓↓ oder ↑↑), wenn besetzte und unbesetzte Zustände die gleiche magnetische Quantenzahl m haben , sie leisten einen positiven Beitrag zum MAE unter der Aktion des Betreibers Lz; wohingegen wenn sie unterschiedliche m . haben , ein negativer Beitrag zum MAE wird durch die Aktion des Operators Lx . geleistet . Bei den verschiedenen Spinzuständen (↓↑ oder ↑↓) ist der Beitrag genau umgekehrt. Die Matrixelemente ungleich Null umfassen < xz | Lz | yz>  = 1, < xy | L _Z | x ² -y ² >  = 2, < z ² | Lx | xz, yz>  = \(\sqrt 3\), < xy | Lx | xz, yz>  = 1, < x ² -y ² | Lx | xz, yz> =1. In unserem Fall, wie in Abb. 5a, b gezeigt, erscheinen nur die Minoritätsspinzustände in der Nähe des Fermi-Niveaus, so dass dies die MAE bestimmt. Die Ligandenfeldtheorie ist eine Kombination aus Kristallfeldtheorie und Molekülorbitaltheorie, die verwendet werden kann, um die Bindung von Koordinationsverbindungen zu erklären und Veränderungen in zentralen Atomorbitalen zu analysieren [43]. Nach der Ligandenfeldtheorie ist das C_3v Symmetrie lässt die entarteten Fe-3d-Orbitale in drei Arten von Zuständen aufspalten:Einzelzustand a (dz ² , |m |= 0), degenerierte Zustände e ₁ (dyz, dxz, |m |= 1) und e ₂ (dxy, dx ² −y ² , |m |= 2). Wie in Abb. 5c–g gezeigt, umfasst die DOS, wenn Fe an der S-Oberfläche adsorbiert ist, hauptsächlich dxz, dyz, dxy , und dx ² -y ² Minoritätsspinzustände, und ein signifikanter positiver Beitrag zur MAE kommt vom Spinerhaltungsterm < xz | Lz | yz>  = 1 und < xy | Lz | x ² -y ² >  = 2, wobei der relativ schwache negative Beitrag vom Spinerhaltungsterm < xy . stammt | Lx | xz, yz>  = 1, < x ² -y ² | Lx | xz, yz>  = 1. Als Ergebnis wird eine positive MAE von 2,66 meV erreicht. Was den Fall von an der Se-Oberfläche adsorbiertem Fe betrifft, so beträgt der dxz und dyz Minoritäts-Spin-Zustände verringert sich dramatisch, und infolgedessen verringert sich die MAE auf -0,95 meV aufgrund der signifikanten Abnahme des positiven Beitragsterms < xz | Lz | yz>.

Da die elektronischen und magnetischen Eigenschaften des Systems von unterschiedlichen adsorbierten Elementen und unterschiedlichen adsorbierten Oberflächen abhängen, ist eine genaue Detektion der Ablagerung von TM-Atomen in Experimenten im Wesentlichen entscheidend und könnte eine Herausforderung für das MAE-Engineering darstellen. Vor diesem Hintergrund kann ein spinpolarisiertes Rastertunnelmikroskop (STM) mit magnetischer Spitze eingesetzt werden, um Einblicke in die Spinzustände in der Nähe der Adsorptionsorte zu erhalten, und auch Röntgen-Magnetic-Circular-Dichroismus-Messungen (XMCD) können durchgeführt werden die Informationen zum magnetischen Moment und die MAE von TM-Atomen auf Janus-Material zu untersuchen [44].

Schlussfolgerungen

In dieser Arbeit untersuchten wir systematisch die Strukturen und die magnetischen Eigenschaften verschiedener TM-atomadsorbierter WSSe-Gerüste durch First-Principles-Rechnungen. Die makellose Janus-WSSe-Monoschicht zeigt die unterschiedlichen potentiellen Energien auf S- und Se-Oberflächen aufgrund der gebrochenen Spiegelsymmetrie entlang des Z Richtung. Inzwischen ist es von Natur aus nicht magnetisch. Die adsorbierten Konfigurationen haben die niedrigste Energie, wenn das TM-Atom an T_WS . adsorbiert oder T_WSe , was die stabilste Adsorptionsstelle anzeigt. Alle adsorbierten Systeme weisen Magnetismus auf. Ihr Magnetismus hängt stark von den adsorbierten Elementen und den adsorbierenden Chalkogenen ab. Das maximale M_T von 6 μB wird im Cr-adsorbierten System erhalten. Unterschiedliche Adsorptionsoberflächen verursachen keinen offensichtlichen Unterschied in M_T; es gab jedoch einen relativ großen Unterschied in M_L . Die M_L für die S-Oberflächenadsorption ist aufgrund des stärkeren elektrostatischen Potentials immer kleiner als die für die Se-Oberflächenadsorption, was den stärker induzierten Magnetismus offenbart. Die unterschiedlichen Ladungsdichten zeigen, dass der Magnetismus des Systems der kovalenten Wechselwirkung und dem Ladungstransfer zwischen TM-Atomen und WSSe zugeschrieben wird. Außerdem führen unterschiedliche Adsorptionsoberflächen nicht zu Änderungen der leichten Magnetisierungsachse in Cr-, V-, Mn- und Co-adsorbierten Systemen. Bei dem Fe-adsorbierten System wechselt die Achse der leichten Magnetisierung jedoch von der Ebene in die Ebene außerhalb der Ebene, wenn sich die Adsorptionsoberfläche von der Se- zur S-Oberfläche ändert. Es zeigt sich, dass die starke Kopplung zwischen den Minoritätszuständen dxy, dx ²  − y ² und dxz, dyz auf der S-Oberfläche tragen zum positiven MAE bei, während das dramatisch reduzierte dxz und dyz Minoritäts-Spinzustände auf der Se-Oberfläche führen zu negativem MAE. Da adsorbierte Atome eine effektive Methode zur Induktion von Magnetismus in zweidimensionalen Systemen sind, bietet sie aufschlussreiche Anleitungen zur Herstellung magnetischer Janus-TMDC und zum Design der neuartigen 2D-Spintronik-Bauelemente.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle Daten sind uneingeschränkt verfügbar.

Abkürzungen

TM:

Übergangsmetall

TMDCs:

Übergangsmetalldichalkogenide

SOC:

Spin-Bahn-Kopplung

DOS:

Dichte der Zustände

MAE:

Magnetische Anisotropieenergie

STM:

Rastertunnelmikroskop

XMCD:

Röntgenmagnetischer Zirkulardichroismus