【摘 要】
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随着信息时代的快速发展,人们对自旋电子器件、纳米电子器件、光电器件等领域的需求日益增长,而二维（2D）范德华（vd W）磁性材料的出现对其研究发展提供了新的方向。传统上,2D vd W磁性材料是研究低维磁性材料系统的主要候选材料。目前,实验上制备出的许多2D材料并不含有铁磁序,即便存在少量的铁磁序材料,其铁磁性仍不够稳定。面对这种情况,如何调控2D材料磁性成为了迫切需要研究的课题。同时,随着计算机
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随着信息时代的快速发展,人们对自旋电子器件、纳米电子器件、光电器件等领域的需求日益增长,而二维（2D）范德华（vd W）磁性材料的出现对其研究发展提供了新的方向。传统上,2D vd W磁性材料是研究低维磁性材料系统的主要候选材料。目前,实验上制备出的许多2D材料并不含有铁磁序,即便存在少量的铁磁序材料,其铁磁性仍不够稳定。面对这种情况,如何调控2D材料磁性成为了迫切需要研究的课题。同时,随着计算机技术的不断发展与进步,基于密度泛函理论的第一性原理计算方法在2D磁性材料的电子、磁学性质等方面发挥着不可或缺的作用。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对单层Cr2Ge2Te6、1T-CrSe2表面吸附原子进行了系统研究。（1）在单层铁磁半导体Cr2Ge2Te6表面进行H/Cl/OH原子的吸附,以探究对其电子、磁学性质的调控。在电子性质上,结果表明,H原子的吸附仍然可以保持单层Cr2Ge2Te6的半导体性质,而Cl/OH原子的吸附使其产生了金属性质。在磁学性质上,一方面,H/Cl/OH原子的吸附都使单层Cr2Ge2Te6始终处于铁磁状态。另一方面,磁各向异性能随H/Cl/OH原子的吸附有所增强。其中随H原子吸附浓度增大,磁各向异性能线性增大,但增大幅度较小;随Cl/OH原子吸附浓度增大,磁各向异性能最大可增大到原来的五倍,其相应的居里温度可达到块状Cr2Ge2Te6的居里温度。不仅如此,在此期间,还可以实现易磁化轴的转变。对于单层铁磁半导体Cr2Ge2Te6电子、磁学性质调控的发现为其在新一代磁存储器、传感器和自旋电子器件中的应用提供了机会。（2）在单层磁性材料1T-CrSe2表面进行Li/Na原子的吸附和扩散,以此来探究对其相关性质的影响。首先,在单层1T-CrSe2表面进行多个Li/Na原子的吸附,结果表明吸附后系统仍然属于放热反应,且吸附能大于其在石墨烯、Mo S2等其他2D材料上的吸附。其次,在高浓度的Li/Na原子吸附中,单层1T-CrSe2出现了从金属性到半导体性质的转变,这种新兴的半导体性质的出现主要是晶格扩张效应引起的,这为从金属材料中获得半导体材料提供了可行性的方法。最后,单个Li/Na原子在单层1T-CrSe2上具有较小的扩散势垒,分别为0.21 e V和0.12 e V,表明了Li/Na原子在室温下能快速扩散,拥有较大的扩散迁移率。单层磁性材料1T-CrSe2相关性质的调控对其将来用作纳米器件集成提供了可能。
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