用于原子级薄反铁磁体中 Néel 矢量控制的横向交换偏置
材料科学
2025-08-21 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
原子级薄的范德瓦尔斯（vdW）磁体已成为探索由其降低的维度和优异材料特性产生的新奇物理现象的迷人平台。其单晶性质和终极小型化使其成为下一代自旋电子学应用的主要候选。反铁磁（AF）vdW 磁体尤其值得关注，因为它们结合了 vdW 磁体的优势与 AF 自旋电子学的功能，为超快且稳健的自旋电子器件提供了独特机遇。然而，缺乏局部且确定性地操纵其序参量——Néel 矢量——的方法仍然是一个关键限制。在此，我们引入了一种纳米磁学中的全新范式，我们称之为横向交换偏置（LEB），以实现 vdW AF CrSBr 双层中的 Néel 矢量控制。我们利用 Terrace 形 CrSBr 样品形成的单晶注册，其中双层 Néel 矢量由相邻奇数层薄片的 LEB 控制，其非零磁化强度我们使用磁场进行操纵。通过这种控制，我们在 AF CrSBr 双层中实现了磁畴和畴壁（DW）的非易失性操纵，建立了原子级薄 AF 在纳米尺度上控制的强大工具包。我们的结果挑战了关于交换偏置的传统观点，并为实现原子尺度 AF 序的控制提供了一种此前未被探索的机制。我们的发现为基于 vdW 磁体的先进自旋电子学架构和量子技术的发展铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2503.04922,
title = {Lateral Exchange Bias for N\'eel-Vector Control in Atomically Thin Antiferromagnets},
author = {Clément Pellet-Mary and Debarghya Dutta and Märta A. Tschudin and Patrick Siegwolf and Boris Gross and David A. Broadway and Jordan Cox and Carolin Schrader and Jodok Happacher and Daniel G. Chica and Cory R. Dean and Xavier Roy and Patrick Maletinsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04922},
year = {2025}
}