大きな垂直圧電応答を持つ予測された強磁性単層CrSCl：第一原理研究

二次元（2D）材料において、大きな面外圧電応答を持つ圧電強磁性は、多機能超薄圧電デバイスへの応用に非常に望まれています。ここでは、Janus単層CrSClが大きな垂直圧電応答と高いキュリー温度を持つ面外強磁性半導体であることを予測しています。予測される面外圧電歪係数d31は−1.58 pm/Vであり、これはほとんどの2D材料のそれよりも高い（d31の絶対値を比較）。大きな面外圧電性は電子相関および二軸歪に対して堅牢であり、大きなd31の信頼性を確認しています。計算結果は、引張歪が高いキュリー温度、大きな磁気異方性エネルギー、そして大きなd31に寄与することを示しています。最後に、CrYX（Y = S; X = Cl, Br, I）とCrYX（Y = O; X = F, Cl, Br）のd31を比較することで、d31の大きさはXおよびY原子の電気陰性度の差に正の関連があることを結論付けました。このような発見は、大きな垂直圧電応答を持つ2D圧電材料の設計のための貴重な指針を提供します。