物质科学前沿高端论坛(41)-超硬材料国家重点实验室

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物质科学前沿高端论坛(41)

信息来源:本站 发布时间:2018-05-29

报告题目:新型二维磁性CrOXCr2C半导体材料的第一性原理研究

报告人:孙志梅 教授

国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”领军人才

北京航空航天大学

报告摘要:基于铁磁半导体的自旋电子器件,如非易失磁存储器,具有功耗低、操作速度快、存储密度高和数据保持力强等优势,且可望将存储和计算融为一体,在未来信息技术和量子计算等领域具有广阔的应用前景。二维磁性半导体材料对提高自旋电子器件性能至关重要,然而,大多数二维材料,包括石墨烯等,都不具有本征铁磁性,需要通过掺杂改性等方法引入磁性。因此,寻找高居里温度的新型二维磁性半导体将为自旋电子器件的研究提供重要基础。本报告将阐述近期我们在二维磁性半导体材料方面的研究进展,主要包括以下两方面的内容。(1)通过第一性原理计算和第一性原理分子动力学模拟等方法,我们提出了一种获取二维本征铁磁半导体的新途径,即通过剥离反铁磁的范德瓦尔斯半导体获得单层铁磁半导体;并预测了一类新型二维本征铁磁半导体单层CrOClCrOBr材料,其居里温度远高于文献报道的二维CrI3Cr2Ge2Te6。计算结果表明,该系列二维材料可以采用类似制备石墨烯的机械剥离法获得,具有良好的动力学和热力学稳定性。该工作为发展新型二维本征铁磁体提供了新思路,所预测的二维铁磁CrOClCrOBr材料有望应用于未来自旋电子器件。(2)半金属铁磁性二维Cr2C晶体的预测及其表面功能化诱导的金属-绝缘体相变。基于杂化泛函密度理论,我们在MXene家族中预测了第一个半金属铁磁体材料,且具有可调的电子性质和磁性的Cr2C,其电荷输运完全由自旋向上的电子所主导,即通过Cr2C的电子流将是100%自旋极化的。Cr2C的半金属带隙高达2.85 eV,保证了100%自旋过滤特性可以在一个大的偏压范围内应用。当Cr2C的表面被FOHH或者Cl原子基团饱和后,Cr2C将经历从金属到绝缘体的转变,同时伴随铁磁到反铁磁的转变。因此,通过控制表面功能化原子基团种类,可以很好地控制反铁磁态的能隙宽度。

报告人简介:孙志梅,北京航空航天大学长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,入选国家百千万人才工程和国家“万人计划”领军人才等。2002年在中国科学院金属所获工学博士学位,曾获得中科院院长优秀奖和师昌绪一等奖等多项奖励;2002-2007年先后在德国亚深工业大学和瑞典乌普萨拉大学从事研究工作;2007-2013在厦门大学材料学院任教授、博士生导师、材料系主任;20138月在北京航空航天大学任职。孙志梅教授长期从事材料电子结构计算和分子动力学模拟研究以及相关实验工作,在半导体材料和高性能陶瓷等体系的结构与性能研究中取得了显著成绩,在PRLJACSPNASNano LettersPRBAPL等专业期刊上发表SCI论文160余篇,论文曾被Nature作为Research Highlights进行评论和介绍,被Nature MaterialsNews & Views栏目进行介绍、被ScienceNature Mater.JACSPRLPNASSCI期刊引用5000余次;授权7项国家发明专利。主持国家重点研发计划《材料基因工程关键技术与支撑平台》重点项目等多项国家和省部级项目。

 

时间:2018524日(周四)下午15:30

地点:前卫南区唐敖庆楼C603报告厅

举办单位:超硬材料国家重点实验室

物理学院

吉林省物理学会

中国物理学会高压物理专业委员会