Covalent 2D Cr₂Te₃ ferromagnet

To broaden the scope of van der Waals 2D magnets, we report the synthesis and magnetism of covalent 2D magnetic Cr₂Te₃ with a thickness down to one-unit-cell. The 2D Cr₂Te₃ crystals exhibit robust ferromagnetism with a Curie temperature of 180 K, a large perpendicular anisotropy of 7 × 10⁵ J m⁻³, and a high coercivity of ∼4.6 kG at 20 K. First principles calculations further show a transition from canted to collinear ferromagnetism, a transition from perpendicular to in-plane anisotropy, and emergent half-metallic behavior in atomically-thin Cr₂Te₃, suggesting its potential application for injecting carriers with high spin polarization into spintronic devices. A <i>T_C</i> of 180 K, a perpendicular anisotropy of 7 × 10⁵ J m⁻³, and a high coercivity of ∼4.6 kG were achieved in covalent Cr₂Te₃ 2D ferromagnets.

为拓展范德瓦尔斯二维磁体（van der Waals 2D magnets）的研究范畴，本文报道了厚度低至单原胞的共价型二维磁性三碲化二铬（Cr₂Te₃）的合成方法与磁学特性。
该二维Cr₂Te₃晶体展现出稳定的铁磁性：居里温度达180 K，在20 K时具有7×10⁵ J·m⁻³的大垂直磁各向异性（perpendicular anisotropy），以及约4.6 kG的高矫顽力（coercivity）。
第一性原理（First principles）计算进一步揭示，原子级超薄Cr₂Te₃中存在从倾斜铁磁序到共线铁磁序的转变、从垂直各向异性到面内各向异性的转变，以及涌现出的半金属行为（half-metallic behavior），这表明其具备将高自旋极化（spin polarization）载流子注入自旋电子学器件（spintronic devices）的应用潜力。
本研究制备的共价型二维Cr₂Te₃铁磁体，可实现180 K的居里温度、7×10⁵ J·m⁻³的垂直磁各向异性，以及20 K下约4.6 kG的高矫顽力。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集聚焦于二维共价铁磁材料Cr2Te3的研究，报告了其合成与磁性特性，包括180K的居里温度、高垂直各向异性和矫顽力。第一性原理计算揭示了其从倾斜到共线铁磁性的转变以及半金属行为，表明其在自旋电子器件中具有潜在应用价值。