Co 掺杂 Fe5GeTe2 外延单层中的高温铁磁性

磁性范德华材料主要在其块体形式或几层薄片中被研究。由于生产原子级薄膜的挑战，只有少数材料被分离为单层，这些单层通常在 150 K 以下表现出长程磁有序。在这项工作中，我们使用分子束外延合成了 Co 掺杂的 Fe5GeTe2，实现了对厚度和成分的精确控制。我们在多层样品中证明了远高于室温的铁磁性，并提供了单层中高达 $\sim$200 K 的铁磁有序的清晰证据。居里温度和磁各向异性随成分的变化在单层和较厚薄膜中表现出相似的趋势，表明磁性主要由层内磁相互作用控制。通过元素特异性 X 射线磁圆二色性和密度泛函理论，我们确定了 Co 掺杂剂的取代位点，并揭示了 Co 掺杂诱导居里温度增强的机制。我们的发现表明，尽管 Co 掺杂剂的磁矩较弱，但它们增强了相邻 Fe 原子上的磁矩，并增强了层内铁磁交换相互作用。