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Designing topological and correlated 2D magnetic states via superatomic lattice constructions of zirconium dichloride

引用

Nano Research 2023年第12期16卷 13509-13515页

作者： Yang Song Wen-Han Dong Kuan-Rong Hao Shixuan Du Lizhi Zhang Laboratory of Theoretical and Computational Nanoscience National Center for Nanoscience and TechnologyBeijing 100190China Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics and Department of Physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Magnetic materials could realize the intriguing quantum anomalous Hall effect and metal-to-insulator transition when combined with band topology or electronic correlation,which have broad prospects in quantum information,spintronics,and ***,we propose the approach of designing novel two-dimensional(2D)magnetic states via d-orbital-based superatomic ***,we chose triangular zirconium dichloride disks as superatoms to construct the honeycomb superatomic *** first-principles calculations,we identified a series of 2D magnetic states with varying sizes of *** found the non-uniform stoichiometries and geometric effect of superatomic lattice give rise to spin-polarized charges arranged in different magnetic configurations,containing ferromagnetic coloring triangles,antiferromagnetic honeycomb,and ferromagnetic kagome ***,these magnetic states are endowed with nontrivial band topology or strong correlation,forming an ideal Chern insulator or antiferromagnetic Dirac Mott *** work not only reveals the potential of d-orbital-based superatoms for generating unusual magnetic configurations,but also supplies a new avenue for material engineering at the nanoscale.

关键词： topological state Chern insulator Dirac Mott insulator zirconium dichloride superatomic lattice kagome lattice

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