Según el teorema de Lieb, la interacción ferromagnética en materiales basados ​​en grafeno con red bipartita es el resultado del desequilibrio entre el número de sitios disponibles para $p_z$ electrones en diferentes subredes. Aquí informamos sobre otro mecanismo del ferromagnetismo en el grafeno funcionalizado que es la interacción de intercambio directo entre los orbitales giratorios. Por el ejemplo del semihidrogenado de un solo lado (${\mathrm{C}}_2\mathrm{H}$) y semifluorado (${\mathrm{C}}_2\mathrm{F}$) grafeno demostramos que dicho acoplamiento puede compensar parcial o incluso completamente el carácter antiferromagnético de las interacciones de intercambio indirecto informadas anteriormente [física Rev B 88, 081405 (R) (2013)] Como resultado, ${\mathrm{C}}_2\mathrm{H}$ Se encuentra que es un material bidimensional con la interacción ferromagnética isotrópica y una anisotropía magnética insignificantemente pequeña, lo que impide la formación del orden magnético de largo alcance a temperatura finita de acuerdo con el teorema de Mermin-Wagner. Esto da un raro ejemplo de un sistema donde las interacciones de intercambio directo juegan un papel crucial en la determinación de una estructura magnética. En turno, ${\mathrm{C}}_2\mathrm{F}$ se encuentra en el umbral de la inestabilidad antiferromagnética-ferromagnética, que en combinación con la interacción Dzyaloshinskii-Moriya puede conducir a un estado skyrmion.

• Recibido el 28 de julio de 2016
• Revisado el 2 de noviembre de 2016

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.214411

Física de la materia condensada y los materiales

Fuente: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.94.214411