用于自旋电子学应用的空穴掺杂二维硒化铟

摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们研究了空穴掺杂二维硒化铟（InSe）的磁性和电子特性。模拟结果表明，尽管本征二维InSe是非磁性的，但在较宽的空穴浓度范围内会出现稳定的铁磁相。值得注意的是，空穴掺杂不仅诱导出自发磁化，还产生了半金属性——这种具有一个导电自旋通道和一个绝缘自旋通道的空穴掺杂InSe材料，对下一代自旋电子纳米器件极具应用前景。我们还探究了通过本征缺陷和外来缺陷诱导空穴掺杂及后续铁磁有序的可能性，发现铟空位会在价带附近产生自旋极化态并导致p型导电行为；与铟空位类似，第五主族原子替代硒原子同样会产生p型行为，可能稳定二维InSe中的铁磁有序。