利用薄膜干涉增强二维磁体中的磁光效应
介观与纳米尺度物理
2021-03-25 v2 光学
摘要
磁光克尔效应是在微观尺度上测量薄膜磁性的有力工具，正如其在单层 CrI 和 CrGeTe 中二维铁磁性的发现中所起的重要作用最近所证明的那样。这些二维磁体常与 SiO/Si 衬底上的其他二维材料堆叠形成范德瓦耳斯异质结构，从而产生薄膜干涉。这会强烈影响磁光测量，但在实验中往往未被考虑。在此，我们表明薄膜干涉可用于设计二维磁性材料的磁光信号，并针对特定实验或装置进行优化。利用传输矩阵方法，我们以 CrI 作为原型二维磁体、以六方氮化硼（hBN）封装该空气敏感层，分析了由 SiO/Si 衬底上的范德瓦耳斯异质结构组成的实际系统中的磁光信号。我们观察到克尔旋转和椭偏率随照明波长以及 SiO 和构成范德瓦耳斯异质结构的各层厚度的强烈调制，达到数十至数百毫弧度。在由其他二维磁体（如 CrCl、CrBr 和 CrGeTe）组成的异质结构中也获得了类似结果。为磁光信号幅值与反射光强度之间的最优权衡而设计样品，应能提高灵敏度并缩短测量时间。因此，我们预期考虑薄膜干涉效应的精细样品设计将增进对低维结构磁化的认识。
引用
@article{arxiv.2101.02091,
title = {Enhancing magneto-optic effects in two-dimensional magnets by thin-film interference},
author = {Freddie Hendriks and Marcos H. D. Guimarães},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02091},
year = {2021}
}
备注
manuscript: 12 pages, 4 figures. supplementary material: 22 pages, 20 figures