通过拓扑绝缘体耦合增强单层 Cr2Te3 的铁磁性
材料科学
2025-05-29 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
交换耦合界面在利用二维（2D）铁磁性方面至关重要。由于电荷、自旋、轨道和晶格自由度之间的非凡关联，层状磁性过渡金属硫族化物（TMC）有望展现新奇的拓扑现象。在此，我们报告利用分子束外延，在绝缘 SrTiO3(111) 和/或 Al2O3(001) 衬底上实现了晶圆级直至单层（ML）的 Cr2Te3。稳健的铁磁性在二维极限下依然存在。特别是，当 2 ML Cr2Te3 邻近拓扑绝缘体（TI）(Bi,Sb)2Te3 时，其居里温度 TC 从 100 K 升至约 120 K，且通过极化中子反射率观察到了显著增强的磁化强度。我们的实验和理论有力地表明，Bloembergen-Rowland 相互作用可能是 TI 耦合磁性异质结构中 TC 增强的普遍内在机制。二维 TMC 中的拓扑表面增强磁性为进一步的交换耦合物理和量子混合研究奠定了基础，包括为实现界面调制拓扑电子学铺平道路。
引用
@article{arxiv.2312.15028,
title = {Enhanced Ferromagnetism in Monolayer Cr2Te3 via Topological Insulator Coupling},
author = {Yunbo Ou and Murod Mirzhalilov and Norbert M. Nemes and Jose L. Martinez and Mirko Rocci and Alexander Duong and Austin Akey and Alexandre C. Foucher and Wenbo Ge and Dhavala Suri and Yiping Wang and Haile Ambaye and Jong Keum and Mohit Randeria and Nandini Trivedi and Kenneth S. Burch and David C. Bell and Frances M. Ross and Weida Wu and Don Heiman and Valeria Lauter and Jagadeesh S. Moodera and Hang Chi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15028},
year = {2025}
}
备注
Main: 9 pages, 3 figures, 1 table; SI: 4 pages, 9 figures