铕的插层作用作为调控h-BN/Ni(111)电子和磁性质的途径

《Nanoscale》：Europium intercalation as a route to modulate electronic and magnetic properties of h-BN/Ni(111)

本研究通过密度泛函理论和光电子能谱，分析了铕插层于h-BN/Ni(111)界面形成的两种结构模型：锐利界面和EuNi5合金界面。结果表明，铕插层恢复h-BN的π带结构并引发掺杂效应，其能级位移对界面结构敏感；铕在两种模型中均保留局域磁矩，与基底耦合方式不同。实验验证了理论模型，为调控2D/金属界面性质及自旋电子学应用提供基础。

　　

我们结合密度泛函理论（DFT）和光电子能谱（PES）研究了类似插层体系的电子和磁性质，其中铕（Eu）被插入到六方氮化硼（h-BN）与Ni(111)基底之间的界面。从理论角度考虑了两种界面模型：(i) 清晰的h-BN/Eu/Ni(111)结构；(ii) 界面EuNi₅合金。在这两种情况下，Eu的插入都恢复了h-BN的π带色散，并引发了掺杂效应，π带在Γ点的能量位移对界面结构非常敏感。我们的研究表明，Eu在两种构型下都保持了局域磁矩，并与基底有明显的耦合。模拟的B 1s和N 1s核心能级位移以及近边X射线吸收光谱进一步揭示了局部键合环境和界面相互作用强度。进一步的系统电子衍射和PES实验结果支持了清晰h-BN/Eu/Ni(111)界面的形成，这些结果与实验测得的B 1s和N 1s核心能级位置以及价带色散与理论结果的匹配一致。这些发现为理解稀土元素插层在调节二维/金属界面性质中的作用提供了框架，并为未来的自旋电子学应用奠定了基础。