Ti掺杂单层LiMgP的磁电和拓扑性质调控OA

磁性拓扑材料因其独特的能带结构和贝里曲率诱导的量子输运现象,为低功耗自旋电子学器件的发展提供了全新平台.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了Ti掺杂单层LiMgP的结构稳定性、磁基态、电子结构和拓扑性质.结果表明,该体系具有良好的热力学和动力学稳定性.磁性微观机制分析揭示,Ti原子以Ti2+形式处于配体P3-组成的晶体场中心,两个3d电子自旋平行占据自旋向上通道,形成稳定的铁磁基态,居里温度为97 K.在不考虑自旋-轨道耦合时,体系表现为具有100%自旋极化率的铁磁Weyl半金属;引入自旋-轨道耦合后,Weyl点处打开能隙,体系发生拓扑绝缘体相变,并伴随着量子反常霍尔效应的出现.同时,费米能级附近的贝里曲率驱动了显著的反常能斯特效应,反常能斯特系数最高可达到1.54 A/(m·K),远超传统热电材料.这些结果表明Ti掺杂单层LiMgP是自旋-轨道耦合诱导的磁性拓扑材料,兼具量子反常霍尔效应和反常能斯特效应,为探索低功耗自旋电子学和高效热电转换提供了理想平台.