通过在铁磁单层NiAl2Se4中掺杂和调控应变，从120°反铁磁态实现高切尔恩数（Chern number）的量子反常霍尔效应

《Journal of Materials Chemistry C》：Realization of a high Chern number quantum anomalous Hall effect in ferromagnetic monolayer NiAl2Se4 from the 120° antiferromagnetic state via doping and strain regulations

拓扑绝缘体单层NiAl2Se4通过第一性原理计算预测，其非共线120°反铁磁基态与1.23 eV间接带隙在应变和U值变化下保持稳定，空穴掺杂可转变为铁磁态，并在特定掺杂（1.0/单位细胞）和应变（8.5%）下实现拓扑带结构，Chern数2源于Γ点和K/K'点的伯里曲率，为拓扑自旋电子学提供新材料。

　　

具有可调性质的拓扑绝缘体已成为探索奇异物理现象和创新拓扑自旋电子学器件的有希望的候选材料。在这里，我们利用第一性原理计算预测了一种单层NiAl₂Se₄材料，并系统地评估了其动态、热稳定性和机械稳定性。这种单层NiAl₂Se₄表现出非共线的120°反铁磁基态，具有1.23电子伏特的间接带隙，并且在各种应变和U值下仍保持稳定。通过对单层NiAl₂Se₄进行孔掺杂，反铁磁态可以转变为铁磁态。有趣的是，当每个单元格掺入1.0个孔并施加8.5%的拉伸应变时，这种铁磁单层NiAl₂Se₄会展现出拓扑能带结构，从而产生量子反常霍尔效应，其切恩数（Chern number）为2。切恩数来源于非狄拉克Γ点以及狄拉克K/K′点周围的贝里曲率（Berry curvatures）。这些发现凸显了单层NiAl₂Se₄在拓扑自旋电子学应用中的潜力。