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纯计算Nanoscale二维单金属三硫族磷化物中自发对称性破

  2022年12月14日,Nanoscale在线发表了中国科学院大学苏刚和闫清波教授课题组的研究论文,题目为《Unexpectedspontaneoussymmetrybreakingandperseferroicityintwodimensionalmonometalphosphoruschalcogenides》。
  单金属三硫族磷化物(MPX3)因其耐人寻味的磁性和潜在的应用而引起了人们的广泛关注。一般认为,单层二维MPX3是中心对称的。然而,作者发现在某些二维MPX3中可能会发生意想不到的自发对称性破缺,即垂直的PP二聚体移出平面并倾斜,导致结构稳定性增强,反演对称性同时被破坏,出现铁电性或铁弹性。通过系统地研究二维MPX3家族(176),发现34个成员在几何优化过程中经历了这种对称性破缺,其中10个被确定为动力学稳定的。研究发现PP二聚体的三角亚晶格与M原子的六方亚晶格之间的不匹配以及M原子不同价态下P孤对电子的可变调节在反演对称性破缺和铁性出现中起着主导作用。此外,作者获得了整个二维MPX3家族的铁性图谱,其中还包括许多从未报道过的稳定反铁磁性和非铁性成员。此工作不仅展示了二维MPX3家族中的铁电性,而且揭示了各种自发对称性破缺如何产生不同的铁性,这将有助于进一步探索二维铁性材料。
  图1单层MPX3的结构示意图
  图2二维MPX3家族中铁性计算的工作流程
  图3二维MPX3家族中铁性材料筛选
  图4二维ScPS3和IrPS3的能带结构、电极化和电子局域函数
  图5能带结构和投影态密度
  【论文链接】
  Lyu,H。,Ma,X。,Hao,K。etal。Unexpectedspontaneoussymmetrybreakingandperseferroicityintwodimensionalmonometalphosphoruschalcogenides。Nanoscale,2022。https:doi。org10。1039D2NR04710A
  【其他相关文献】
  〔1〕Ma,X。,Lyu,H。,Hao,K。etal。Largefamilyoftwodimensionalferroelectricmetalsdiscoveredviamachinelearning。Sci。Bull。,2021,66,233242。https:doi。org10。1016j。scib。2020。09。010

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