单层NiI$_2$中多铁性的原子尺度可视化
材料科学
2024-05-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
层状范德瓦尔斯材料的进展已导致在单分子层极限下发现铁磁和铁电材料。最近，在单层NiI中报道了首个纯二维多铁性材料的证据。然而，在二维材料上用基于散射和光学块体技术探测多铁性具有挑战性，并且需要原子尺度的实验来充分表征单分子层极限下的多铁性序。在此，我们使用扫描隧道显微镜（STM）并结合基于密度泛函理论（DFT）的理论计算，来探测和表征单层NiI中的多铁性序。我们证明，NiI所展现的II型多铁性序源于磁自旋螺旋序与强自旋轨道耦合的结合，使得在STM实验中探测多铁性序成为可能。此外，我们通过外电场对多铁畴的操纵直接探测了NiI的磁电耦合。我们的发现建立了在微观层面分析磁电效应的新视角，为在范德瓦尔斯材料及其异质结构中构建新的多铁性序铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2309.11217,
title = {Atomic-scale visualization of multiferroicity in monolayer NiI$_2$},
author = {Mohammad Amini and Adolfo O. Fumega and Héctor González-Herrero and Viliam Vaňo and Shawulienu Kezilebieke and Jose L. Lado and Peter Liljeroth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11217},
year = {2024}
}