界面驱动的横向MXene异质结构磁重构?开放获取

《Nanoscale》：Interface-Driven Magnetic Reconfiguration in Lateral MXene Heterostructures?Open Access

　　

二维（2D）材料的横向异质结构为通过原子级锐利界面工程化涌现的电子和磁学功能提供了强有力的途径。在本工作中，我们结合了密度泛函理论（DFT）、海森堡自旋建模和有限温度蒙特卡洛（MC）模拟，对横向MXene异质结构进行了综合的多尺度研究。系统地构建了一系列具有不同组成特征（1-1、2-2、1-3和3-1）的横向结，并通过结合能和形成能分析确认了其结构稳定性，界面电荷重新分布也提供了支持。我们的结果表明，与纯净MXene相比，横向界面从根本上改变了磁性基态，界面交换相互作用是控制磁有序的主导因素。畴内和畴间耦合之间的竞争产生了多种磁相，包括铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和非磁性构型，具体取决于组成和结几何形状。电子结构分析表明，过渡金属d轨道杂化和界面电荷转移在稳定金属性和自旋极化方面起着关键作用，建立了电子态和磁相互作用之间的直接联系。有限温度MC模拟表明，磁转变温度范围广泛，并显示出磁性行为的强可调性。值得注意的是，界面交换耦合被确定为一种主导且可调的参数，能够实现超越纯净MXene限制的磁相重构。这种界面驱动机制为设计具有可编程自旋依赖特性的低维磁性系统提供了一条途径。总体而言，本研究将横向MXene异质结构确立为在2D系统中定制磁性的多功能平台，并为界面控制的自旋电子材料提供了预测框架。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

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