Lattice topology and anisotropic chemical bonds underpin unusual negative longitudinal piezoelectricity in van der Waals solids.

Achieving multiferroic two-dimensional (2D) materials should enable numerous functionalities in nanoscale devices. Until now, however, predicted 2D multiferroics are very few and with coexisting yet only loosely coupled (type-I) ferroelectricity and magnetism. Here, a type-II multiferroic MXene Hf$_{2}$VC$_{2}$F$_{2}$ monolayer is identified, where ferroelectricity originates directly from its magnetism. The noncollinear Y-type spin order generates a polarization perpendicular to the spin helical plane. Remarkably, the multiferroic transition is estimated to occur above room temperature. Our investigation should open the door to a new branch of 2D materials for pursuit of intrinsically strong magnetoelectricity.

Kagome metals are exciting platforms to explore electronic instabilities such as charge density waves. The authors study here magnetotransport properties of various kagome compounds, with a focus on the charge density wave metal ScV${}_{6}$Sn${}_{6}$ and explain characteristic features among them. For example, ScV${}_{6}$Sn${}_{6}$ and CsV${}_{3}$Sb${}_{5}$ both have charge density waves, and both exhibit sublinear resistivity above the charge ordering temperature and anomalous Hall-like behavior below this temperature. This contrasts with LuV${}_{6}$Sn${}_{6}$, which lacks charge ordering and lacks these intriguing transport hallmarks.

Motivated by the recently proposed alternating single-layer trilayer stacking structure for the nickelate ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$, we comprehensively study this system using ab initio and random-phase approximation techniques. Our analysis unveils similarities between this novel ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ structure and other Ruddlesden-Popper nickelate superconductors, such as a similar charge-transfer gap value and orbital-selective behavior of the ${e}_{g}$ orbitals. Pressure primarily increases the bandwidths of the Ni ${e}_{g}$ bands, suggesting an enhancement of the itinerant properties of those ${e}_{g}$ states. By changing the cell volume ratio $V/{V}_{0}$ from 0.9 to 1.10, we found that the bilayer structure in ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ always has lower energy than the single-layer trilayer stacking ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$. In addition, we observe a ``self-doping'' effect (compared to the average 1.5 electrons per ${e}_{g}$ orbital per site of the entire structure) from the trilayer to the single-layer sublattices and this effect will be enhanced by overall electron doping. Moreover, we find a leading ${d}_{{x}^{2}\ensuremath{-}{y}^{2}}$-wave pairing state that is restricted to the single layer. Because the effective coupling between the single layers is very weak, due to the nonsuperconducting trilayer in-between, this suggests that the superconducting transition temperature ${T}_{c}$ in this structure should be much lower than in the bilayer structure.

Due to the high magnetic coupling strength between the Cr elements, the bulk phase CrO2 is one of several ferromagnetic oxides known to have the highest Curie temperature. When the dimensionality of the material is reduced from 3D to 2D, the 2D CrO2 system material is expected to maintain a high Curie temperature. In this work, we predict two new phases of CrO2 monolayer (D3d and D2h) by using first-principles calculations. We have found that the Curie temperature of 2D CrO2 is much lower than that of its bulk phase, but still remains as high as 191 K, which is comparable to that of Fe2Cr2Ge6. In addition, 1L D3d-CrO2 is in the ferromagnetic state, while 1L D2h-CrO2 is in the antiferromagnetic state. Also, the different geometric structure affects its electrical properties: the 1L D3d-CrO2 is a half-metal while 1L D2h-CrO2 is a semiconductor. Our studies have shown that there is a wealth of electrical and magnetic properties in CrO2.