摘要
PMAT
探索兼具大垂直各向异性（）和高居里温度（）的二维本征铁磁半导体，
C
对实现低耗能和高密度存储的自旋电子器件具有重要意义。目前关于二维本征铁磁
半导体材料的研究主要集中于如何在具有大PMA的基础上进一步提升其T。然而
C
科学家尝试了多种调控手段都没能使材料达到室温，且实验上也未制备出室温二维
T
铁磁半导体。鉴于此，我们决定另辟蹊径：首先寻找具有较高的二维本征铁磁半
C
导体，然后通过外部调控手段调节其磁各向异性，进而获取同时具有大PMA和高
TC的二维铁磁半导体材料。研究表明，具有矩形晶格结构的单层CrXY(XO/S/Se;Y
F/Cl/Br/I)T
的普遍比具有蜂窝状结构的二维本征铁磁半导体要高。同时它们还具
C
有弱层间相互作用力、高迁移率、空气稳定性和三轴各向异性的优势。然而，它们
EMAMAE
的易磁化轴（）方向大多处于平面内，且磁各向异性能（）普遍偏低，这
限制了其在高密度数据存储器件方面的应用。因此，科学家们对CrXY(XO/S/Se;Y
F/Cl/Br/I)材料的研究进行了深入的探索，并取得了一定的成果。为了更全面的研究
二维CrXY(XO/S/Se;YF/Cl/Br/I)体系，使其对实验有一定的指导意义。我们研
究了双轴应变和载流子掺杂调控对单层CrXY(XS/Se;YCl/Br/I)的电子结构，磁
性，T以及MAE的影响，具体工作如：
C
1CrSCl
（）基于第一性原理计算，我们系统的研究了空穴掺杂调控对单层，
CrSBrCrSITMAE0~1.0
和的电子结构，磁性，和的影响。结果表明，在空穴掺
C
杂浓度范围内，单层CrSCl，CrSBr和CrSI由原来的铁磁半导体逐渐转变为铁磁金
TMAECrSClCrSBrCrSI
属，而且其和值明显增强。此外，当单层，和分别掺杂
C
131212-2
2.37×10，3.98×10和3.98×10cm时，其易磁化轴方向发生翻转。根据二阶
微扰理论，我们发现临界空穴浓度掺杂的单层CrSBr，CrSI的PMA主要来源于Br/I
原子的?p,p?和?p,p?矩阵元素差。
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2
（）基于第一性原理计算，我们系统的研究了双轴应变和载流子掺杂调控对单
层CrSeBr的电子结构，磁性，T和MAE的影响。结果表明在-8%~8%的双轴应变
C
CrSeBr8%
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