时间: 2024-02-09 17:59:20 | 作者: 叉车供应信息
固体层状资料由二维或准二维层状基元沿某一个方向堆垛而成，依据基元层间相互作用类型可大致分为范德华层状资料和离子型层状资料。范德华层状资料是由电中性二维基元堆垛而成，且因为层间堆垛方法、转角等不同能够展现出一系列别致物性。最近五六年，研讨人员在二维范德华层状资料数据库构建方面现已获得了重要开展，极大促进了相关范畴开展。与之比较，离子型层状资料由带正和负电荷的二维基元堆垛而成，例如铁基超导体LaOFeAs由带正电 [ La 2 O2 ]2+和带负电 [ Fe 2 As 2 ]2-层状基元交织摆放而成。挑选特定的功用层和载流子库层能轻松完成功用导向性的资料规划和物性调控。因为离子层挑选的多样性，不同的层间电子结构耦合、电荷转移等有望催生出范德华层状资料不具备的别致物性和杰出功用。但是，现在离子层状基元缺少高效率的大局挑选计划，阻止了高功用、新物性离子层状资料的规划和构筑。
最近，杜世萱研讨员团队使用拓扑缩放算法(topological scaling algorithm)对现有Materials Project资料数据库中带电二维基元进行了辨认，并构建了二维离子型基元数据库。他们对该数据库中的基元进行了晶系、结构原型等方面做了分类，并开始确认了部分基元的功用性，如超导电性、磁性、拓扑等物性。随后，他们搭建了系统构建层状结构的流程，使用数据库中四方、六方、三方基元，考虑价态和晶格匹配准则，构建了3000余种不含f电子的层状结构，并对这些结构的安稳性进行了评价。经过凸包剖析和声子谱核算，确认了热力学和动力学安稳、原胞尺度较小的353个在试验上最有潜力组成的结构。
他们以几个比如展现了根据该资料数据库的在新资料、新物性发现方面的使用。在磁性资料方面，发现Na2CuIO6是双极铁磁性半导体，在自旋阀、自旋过滤等自旋电子学方面有潜在使用；一起因为系统缺少中心反演对称性，该结构还具有谷极化特性，能够发生失常谷霍尔效应；需求着重的是，以上两种物性是其母体资料KCuIO6不具备的。在超导资料方面，发现CaAlSiF具有比其母体资料NaAlSi更高超导改变温度的超导电性。在拓扑资料方面，发现LaRhGeO在考虑自旋轨迹耦合后，Γ点处Rh的dxy和dxz/dyz轨迹发生了能带翻转，使系统进入拓扑非平凡态。
离子层状基元数据库的树立有助于多功用资料的构建，例如堆垛多种功用基元构成多层资料，其功用基元之间的协同效应发生的出现现象值得进一步研讨。此外，该方法能够推行到一维和零维基元，堆垛这些基元能够丰厚新功用资料的规划空间。现在，该研讨发生的基元数据库和新结构能够在课题组主页进行拜访和查阅。
