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제일원리계산에 의한 단층 MoS2의 1H/1T 경계 자성

한국자기학회지, Volume 26, Number 3, 30 Jun 2016, Pages 71-75
제갈소영 (울산대학교 물리학과), 홍순철 * (울산대학교 물리학과)
Abstract

단층 MoS2는 1H 상을 가질 때 에너지적으로 가장 안정하다고 알려져 있지만, 전자선 등을 이용하여 에너지를 가하면 1T 상으로 상전이를 일으킬 수 있다. 1T 상도 1H 상과 마찬가지로 상자성 상태가 에너지적으로 안정하지만 1H MoS2에 국소적인 1T상이 존재하는 구조는 자성을 가질 수 있음을 알았다. 본 연구에서 도입한 (2 × 2) 초격자에 2H와 1T가 3 : 1의 비율로 존재하는 국소 1T 구조 일 때 계산된 자기모멘트는 약 0.049 μB/MoS2이었으며, 초격자 내의 1T 환경의 Mo 원자가 대부분의 자기모멘트를 기여하는 것으로 나타났다. 따라서 단층 MoS2 내에 자연스러운 자성/비자성 경계가 생성되므로 단층 MoS2가 스핀트로닉스소자로 응용 가능할 것으로 기대한다.

Monolayer MoS2 is energetically most stable when it has a 1H phase, but 1H to 1T phase transition (1H→1T) is easily realized by various ways. Even though magnetic moment is not observed during 1H→1T, 0.049 μB/MoS2 is obtained in local 1T phase; 75% 2H and 25% 1T phases are mixed in (2 × 2) supercell. Most magnetic moment is originated from the 1T phase Mo atom in the supercell, while the magnetic moments of other atoms are negligible. As a result, magnetic/non-magnetic boundary is created in the monolayered MoS2. Our result suggests that MoS2 can be applied for spintronics such as a spin transistor.

 

 

 

Keywords: 제일원리계산; 2D 물질; 전자구조; 스핀트로닉스; first principles calculation; 2D material; electronic structure; spitronics
DOI: http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2016.26.3.071