超薄 SmC₆ 薄膜中出现大型铁磁-like 能带分裂
强关联电子
2025-07-16 v1 材料科学
摘要
二维磁性材料为探索磁性有序在受限维度中的量子相提供了独特平台。虽然对基于 3d 电子的二维磁性材料进行了广泛研究,但针对 4f 电子构件的实验研究仍寥寥,尤其是在其电子结构方面。本研究报告了利用分子束沉积成功合成超薄 SmC₆ 薄膜的成果。通过利用原位角度分辨光谱 (ARPES),我们发现价带中出现显大的能带分裂,并将其归因于由 Sm 4f 电子轨道与导电电子之间的交换耦合驱动的铁磁有序。尽管 Sm 的磁矩较小,但观察到的分裂幅度与基于 Eu 和 Gd 构件且局部磁矩更大的体系相当。有趣的是,表面态也表现出类似的分裂幅度,而且可以通过加热消除,而带有铁磁-like 分裂的价带则保持稳健。我们的工作提供了理解 Sm 基质材料磁性有序电子起源的光谱学见解。我们还为研究基于 4f 电子的二维磁性材料提供了平台。
引用
@article{arxiv.2507.11396,
title = {Large ferromagnetic-like band splitting in ultrathin ${\mathrm{SmC}}_{6}$ films},
author = {Hao Zheng and Yifu Xu and Guowei Yang and Ze Pan and Yi Wu and Yuan Zheng and Tulai Sun and Jiefeng Cao and Yi-feng Yang and Ming Shi and Chao Cao and Yang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11396},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 5 figures