Possible room-temperature ferromagnetic semiconductor in monolayer MnSe2 through a metal-semiconductor transition

异质结 半导体 磁性半导体 单层 铁磁性 费米能级 带隙 材料科学 凝聚态物理 物理 纳米技术 光电子学 电子 量子力学
作者
Jia-Wen Li,Gang Su,Bo Gu
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (13) 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.134436
摘要

To realize room-temperature ferromagnetic semiconductors is still a challenge in spintronics. Recent experiments have obtained two-dimensional (2D) room-temperature ferromagnetic metals, such as monolayer ${\mathrm{MnSe}}_{2}$. In this paper, we proposed a way to obtain room-temperature ferromagnetic semiconductors through metal-semiconductor transition. By the density-functional theory calculations, a room-temperature ferromagnetic semiconductor is obtained in monolayer ${\mathrm{MnSe}}_{2}$ with a few-percent tensile strain, where a metal-semiconductor transition occurs with 2.2% tensile strain. The tensile strains raise the energy of $d$ orbitals of Mn atoms and $p$ orbitals of Se atoms near the Fermi level, making the Fermi-level sets in the energy gap of bonding and antibonding states of these $p$ and $d$ orbitals, and opening a small band gap. The room-temperature ferromagnetic semiconductors are also obtained in the heterostructures ${\mathrm{MnSe}}_{2}$/X (X = ${\mathrm{Al}}_{2}{\mathrm{Se}}_{3}$, GaSe, SiH, and GaP), where metal-semiconductor transition happens due to the tensile strains by interface of heterostructures. In addition, a large magneto-optical Kerr effect (MOKE) is obtained in monolayer ${\mathrm{MnSe}}_{2}$ with tensile strain and ${\mathrm{MnSe}}_{2}$-based heterostructures. Our theoretical results pave a way to obtain room-temperature magnetic semiconductors from experimentally obtained 2D room-temperature ferromagnetic metals through metal-semiconductor transitions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI2S应助jitianxing采纳,获得10
4秒前
斯文败类应助yyymmma采纳,获得10
4秒前
兔子不吃胡萝卜完成签到 ,获得积分10
6秒前
UsihaGuwalgiya完成签到,获得积分10
7秒前
聪慧的凝海完成签到 ,获得积分0
7秒前
9秒前
10秒前
Docgyj完成签到 ,获得积分0
11秒前
生命科学的第一推动力完成签到 ,获得积分10
14秒前
UsihaGuwalgiya发布了新的文献求助100
14秒前
你的笑慌乱了我的骄傲完成签到 ,获得积分10
15秒前
yyymmma发布了新的文献求助10
15秒前
鬼马baby发布了新的文献求助10
18秒前
文静灵阳完成签到 ,获得积分10
18秒前
豆子完成签到,获得积分10
18秒前
Rabbit完成签到 ,获得积分10
21秒前
Gaberil完成签到 ,获得积分10
22秒前
Tiffany完成签到,获得积分10
22秒前
骤世界完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
冰雨Flory完成签到,获得积分10
23秒前
yyymmma完成签到,获得积分10
25秒前
abc完成签到 ,获得积分10
26秒前
辛勤的泽洋完成签到 ,获得积分10
28秒前
hdbys完成签到,获得积分10
28秒前
wanghan发布了新的文献求助30
29秒前
一一完成签到 ,获得积分10
29秒前
爆米花应助ju龙哥采纳,获得10
30秒前
嬗变的天秤完成签到,获得积分10
31秒前
lani完成签到 ,获得积分10
31秒前
牛马完成签到 ,获得积分10
33秒前
FDD完成签到,获得积分10
34秒前
沉静寒云完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
聪明小丸子完成签到,获得积分10
36秒前
sdfdzhang完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
hjygzv完成签到,获得积分10
37秒前
40秒前
Levi李完成签到 ,获得积分10
41秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Mobilization, center-periphery structures and nation-building 600
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
Multichannel rotary joints-How they work 400
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3795624
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3340681
关于积分的说明 10301038
捐赠科研通 3057231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1677539
邀请新用户注册赠送积分活动 805449
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 762626