Npj Comput. Mater.: 二维范德瓦尔斯雅努斯磁性材料——神通广大?
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二维范德瓦尔斯磁性材料由于具有高度的可组装性，因此是实现各种具有优异性能的异质结的重要元件。在这些异质结中，磁临近效应是实现这些优异性能的关键之一。但是，由于传统的二维范德瓦尔斯磁性材料外层阴离子一般都具有较小的自旋极化，因此它们产生的磁临近效应都会比较弱。所以，增大外层阴离子的自旋极化对增强磁临近效应而言是非常重要的。鉴于二维范德瓦尔斯雅努斯（注：Janus，中文翻译为雅努斯，是罗马本土最原始的神。雅努斯神通常被描述成有前后两张面孔，展望着过去和未来）材料不同面可以选择不同的阴离子配对，因此该类材料为设计新奇的二维磁性材料提供了新的探索空间，特别是为实现外层阴离子具有极大自旋极化的二维范德瓦尔斯磁性材料提供了极大的可能。
该文近期发表于npj Computational Materials 8, 120 (2022)，英文标题与摘要如下，点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。
Yusheng Hou, Feng Xue, Liang Qiu, Zhe Wang and Ruqian Wu
Two-dimensional van der Waals Janus materials and their heterostructures offer fertile platforms for designing fascinating functionalities. Here, by means of systematic first-principles studies on van der Waals Janus monolayer Cr-based dichalcogenide halides CrYX (Y = S, Se, Te; X = Cl, Br, I), we find that CrSX (X = Cl, Br, I) are the very desirable high TC ferromagnetic semiconductors with an out-of-plane magnetization. Excitingly, by the benefit of the large magnetic moments on ligand S2- anions, the sought-after large-gap quantum anomalous Hall effect and sizable valley splitting can be achieved through the magnetic proximity effect in van der Waals heterostructures CrSBr/Bi2Se3/CrSBr and MoTe2/CrSBr, respectively. Additionally, we show that large Dzyaloshinskii–Moriya interactions give rise to skyrmion states in CrTeX (X = Cl, Br, I) under external magnetic fields. Our work reveals that two-dimensional Janus magnet Cr-based dichalcogenide halides have appealing multifunctionalities in the applications of topological electronic and valleytronic devices.
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