过渡金属硫族化物 Fe$_{1/3+\delta}$NbS$_2$ 中高度可调的磁相
材料科学
2021-06-03 v1
摘要
层状过渡金属硫族化物（TMDCs）呈现出从电荷序到超导的众多有趣物理现象。通过将磁性离子引入 2H-NbS，该材料形成了一族磁性插层 TMDCs TNbS（T = 3d 过渡金属）。近来，FeNbS 被发现具有与 N\'{e}el 温度 K 耦合的引人注目的电阻开关与磁记忆效应 [1,2]。我们展示了对欠插层（）、化学计量比和过插层（）样品的全面单晶中子衍射测量。磁性缺陷通常被认为抑制磁关联并随之降低转变温度。相反，我们观察到随着 Fe 浓度从欠插层到过插层（即从 Fe 空位到 Fe 间隙）变化，存在高度可调的磁性长程态。欠插层和过插层样品分别呈现出与波矢 = (0.5, 0, 0) 和 = (0.25, 0.5, 0) 相关的明显反铁磁条纹序与锯齿形序。化学计量比样品对这两个波矢表现出两次连续的磁相变，其强度具有与 相连的异常涨落特征。我们将这种灵敏的可调性归因于竞争的最近邻以外交换相互作用以及 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）机制的振荡本质。我们讨论了与观察到的引人注目的开关电阻行为相关的实验观测。我们在块体晶体 FeNbS 中发现磁性缺陷对磁结构的调控，为实现可控反铁磁自旋电子器件提供了一条可能的新途径。
引用
@article{arxiv.2106.01341,
title = {Highly tunable magnetic phases in transition metal dichalcogenide Fe$_{1/3+\delta}$NbS$_2$},
author = {Shan Wu and Zhijun Xu and Shannon C. Haley and Sophie F. Weber and Arany Acharya and Eran Maniv and Yiming Qiu and A. A. Aczel and Jeffrey B. Neaton and James G. Analytis and Robert J. Birgeneau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01341},
year = {2021}
}