原子薄层CrCl$_3$中缺陷辅助激子复合增强磁化
材料科学
2024-10-08 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
二维半导体为交织光学和磁学功能以及通过缺陷和掺杂剂调节这些性能提供了独特的机会。在这里，我们将激子泵浦集成到金刚石氮-空位中心的量子传感协议中，以成像少层反铁磁CrCl中光诱导的瞬态杂散场。我们发现激子复合增强了CrCl层的面内磁化，且在表面单层中效应占主导。同时，时间分辨光致发光测量表明，在原子薄层CrCl中，非辐射激子复合增强，其中激子紧密局域、近乎偶极禁戒，且表面体积比放大。在受控表面暴露实验和密度泛函理论计算的支持下，我们将磁增强态解释为缺陷辅助俄歇复合的结果，该复合光学激活了水蒸气相关表面杂质与自旋极化导带之间的电子转移。我们的工作验证了缺陷工程作为增强单磁层内禀磁性的途径，并为研究凝聚态系统中光诱导瞬态磁性开辟了新的实验平台。
引用
@article{arxiv.2312.08476,
title = {Enhanced Magnetization by Defect-Assisted Exciton Recombination in Atomically Thin CrCl$_3$},
author = {Xin-Yue Zhang and Thomas K. M. Graham and Hyeonhu Bae and Yu-Xuan Wang and Nazar Delegan and Jonghoon Ahn and Zhi-Cheng Wang and Jakub Regner and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Minkyung Jung and Zdeněk Sofer and Fazel Tafti and David D. Awschalom and F. Joseph Heremans and Binghai Yan and Brian B. Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08476},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 8 figures