자누스 사각형 Mn2BN 단층: 공존하는 강유전성과 자기성을 가진 2D 극성 반금속

2차원(2D) 물질에서 강유전성, 강자성 및 반금속성을 통합하는 것은 스핀트로닉 장치 기술의 발전에 있어 중요하다. 그러나 이러한 물질을 파악하는 데는 한계가 있으며, 우리는 알려진 2D 자석을 기반으로 비대칭 구조(자누스)를 구축하는 매력적인 접근 방식을 제안한다. 즉, 자누스 사각형 Mn2BN 단층은 유망한 극성 반금속으로서의 가능성을 지닌다. B와 N 원자의 비대칭 배치는 유사한 원자 크기와 뚜렷한 전기 음성도를 결합하여 구조적 안정성과 고유한 분극을 보장하며, Mn 원자의 우세가 자기성을 결정짓는다. 강한 초교환 상호작용에서 기인한 견고한 강자성 질서는 Mn d와 B/N p 오르빗 간의 현저한 혼성화로 확연히 나타난다. Mn2BN 단층은 넓은 스핀 밴드갭(1.09 eV), 상당한 전기 분극(9.15 μC cm−2), 그리고 큰 자기 이방성 에너지(238 μeV/Mn)를 보이며, 약 800 K까지 안정적인 강자성 질서를 유지한다. 이러한 특성은 스핀트로닉스에서 차세대 다기능 장치의 유망한 후보로 자리매김한다.