Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)只存在于非中心对称系统中,在奇异手性磁态的形成中起着重要作用。然而,由于其固有的反转对称性,在大多数二维(2D)磁性材料中都会出现DMI的缺失。
在这里,通过使用第一性原理计算,我们证明了在一系列二硫族化合物XSeTe(X=Nb,Re)的Janus单层中可以获得显著的DMI,其中X相对侧的Se和Te之间的差异打破了反转对称性。值得注意的是,NbSeTe的DMI振幅(1.78meV)和ReSeTe(4.82meV)大于Co/石墨烯的实验值(0.16meV),NbSe和ReSe单层分别具有1023K和689K的高居里温度。通过微磁学模拟,我们还发现,ReSeTe单层可以通过施加外部磁场来表现出skyrmion态,重要的是,skyrmion状态可以在外部应变下进行调节和控制。这些发现为在专门设计的2D铁磁材料中利用手性磁性结构的器件概念铺平了道路。
该工作发表在SCI期刊《Nanoscale》上,泰山学者特聘专家张昌文教授为通讯作者。本文获得泰山学者工程(ts20190939),国家自然科学基金(52173283),国家自然科学基金(12004137)和济南市“新高校20条”创新团队计划(2021GXRC043)的资助。