场导致的纳米图案化范德华层铁磁体中的反亚磁性关联：一种潜在的人工自旋棋盘
材料科学
2024-10-11 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
纳米图案化磁性材料为探索包括人工自旋棋盘、几何失稳、磁单极子等强相关现象，以及用于可重构铁磁性等技术性重要应用提供了新机会。随着原子薄层二维范德华层(vdW)磁体的出现，一个 pertinent 的问题是，这些化合物是否能进入该领域，在该领域中，相互作用可以被精细调控，以便评估非传统的物质状态。本文展示了分布在网格中的 CrGeTe3 vdW 铁磁体方形岛屿表现出反亚磁性关联，这对于实现导致人工自旋棋盘的几何失稳至关重要。通过结合 SQUID-on-tip 显微镜、离子束光刻和原子分辨率动力学模拟，我们表明即使是规模为 150×150×60 nm³ 的原始、孤立的 CGT 薄片，其偶极-偶极相互作用也具有可调节性，可通过其横向间距进行精确控制。存在一种从非相互作用岛屿到显著岛屿间反相关的交叉，具体取决于它们的空间分布，从而允许创建无法在孤立薄片中观察到的复杂磁性图案。我们的发现表明，纳米图案化磁体之间的交叉效应可用于生成更复杂的自旋配置，其中可能以前所未有的方式操控非凡相互作用。
引用
@article{arxiv.2410.07310,
title = {Field-induced antiferromagnetic correlations in a nanopatterned van der Waals ferromagnet: a potential artificial spin ice},
author = {Avia Noah and Nofar Fridman and Yishay Zur and Maya Markman and Yotam Katz King and Maya Klang and Ricardo Rama-Eiroa and Harshvardhan Solanki and Michael L. Reichenberg Ashby and Tamar Levin and Edwin Herrera and Martin E. Huber and Snir Gazit and Elton J. G. Santos and Hermann Suderow and Hadar Steinberg and Oded Millo and Yonathan Anahory},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07310},
year = {2024}
}
备注
Main text: 12 pages, 5 figures. Supplementary information: 11 pages, 5 figures