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Ferroelectricity coexisted with p-orbital ferromagnetism and metallicity in two-dimensional metal oxynitrides

npj Computational Materials 2022年第1期8卷 581-587页

作者： Haoqiang Ai Feifei Li Haoyun Bai Dong Liu Kin Ho Lo shengyuan ayang Yoshiyuki Kawazoe Hui Pan Department of Electromechanical Engineering Faculty of Science and TechnologyUniversity of Macao999078TaipaMacao SARP.R.China Institute of Applied Physics and Materials Engineering University of Macao999078TaipaMacao SARP.R.China Research Laboratory for Quantum Materials Singapore University of Technology and DesignSingapore487372Singapore Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science School of Physics and TechnologyNanjing Normal University210023NanjingP.R.China New Industry Creation Hatchery Center Tohoku UniversitySendai980-8579Japan Department of Physics and Nanotechnology SRM Institute of Science and TechnologyKattankulathur603203Tamil NaduIndia School of Physics Suranaree University of Technology111 University Avenue MuangNakhon Ratchasima30000Thailand Department of Physics and Chemistry Faculty of Science and TechnologyUniversity of Macao999078TaipaMacao SARP.R.China

Two-dimensional (2D) multiferroics have attracted increasing interests in basic science and technological fields in recent ***,most reported 2D magnetic ferroelectrics are based on the d-electron magnetism,which makes them rather rare due to the empirical d^(0) rule and limits their applications for low magnetic phase transition *** this work,we demonstrate that the ferroelectricity can coexist with the p-electron-induced ferromagnetism without the limitation of d^(0) rule and metallicity in a family of stable 2D MXene-analogous oxynitrides,X_(2)NO_(2) (X = In,Tl).Remarkably,the itinerant character of p electrons can lead to the strong ferromagnetic metallic ***,a possible magnetoelectric effect is manifested in a Tl_(2)NO_(2)/WTe_(2) heterostructure through the interface *** findings provide an alternative possible route toward 2D multiferroics and enrich the concept of ferroelectric metals.

关键词： metallic ferroelectric dimensional

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