单层MSi_2N_4的电子结构与磁性研究

二维材料的发现开启了研究二维材料磁性的大门,为实现新功能器件拓宽了思路。基于第一性原理计算方法,本文研究了MSi_2N_4(M=Sc, Ti, V,Cr, Mn, Fe, Co, Ni和Cu)体系材料的电子结构和磁特性。结果表明,MSi_2N_4具有丰富的磁特性,CrSi_2N_4材料是非磁的半导体材料,而MSi_2N_4(M=V,Mn, Fe, Co, Ni, Cu)为普通的磁性金属。MSi_2N_4(M=Sc, Mn, V)表现出半金属特性,费米能级附近的电子可以实现100%的自旋极化,研究结果为自旋电子器件上的应用提供了理论依据和模型,在自旋电子器件上具有潜在的应用价值。