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范德瓦耳斯异质结构中的层分辨磁邻近效应

介观与纳米尺度物理 2020-02-03 v1

摘要

磁邻近效应是在异质结构中设计自旋电子学、超导和拓扑现象的关键要素。此类效应对界面电子性质(如电子波函数交叠和能带对齐)高度敏感。近年来出现的范德瓦耳斯(vdW)磁体使得通过设计具有原子级洁净界面的异质结构来调节邻近效应成为可能。特别地,原子级薄层 CrI3 表现出层状反铁磁性,其中相邻的铁磁单层呈反铁磁耦合。利用这一磁结构,我们在由单层 WSe2 与双层/三层 CrI3 构成的异质结构中揭示了层分辨磁邻近效应。通过用磁场控制 CrI3 中各层的磁化,我们发现 WSe2 与 CrI3 之间与自旋相关的电荷转移由界面 CrI3 层主导,而邻近交换场对整个层状磁结构高度敏感。这些性质使我们能够利用单层 WSe2 作为空间敏感磁传感器,在零磁场下绘制层状反铁磁畴结构,以及双层 CrI3 中自旋翻转转变附近的反铁磁/铁磁畴。我们的工作揭示了一种通过 vdW 工程控制邻近效应并探测界面磁序的新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.03861,
  title  = {Layer-Resolved Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures},
  author = {Ding Zhong and Kyle L. Seyler and Xiayu Linpeng and Nathan P. Wilson and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Michael A. McGuire and Kai-Mei C. Fu and Di Xiao and Wang Yao and Xiaodong Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03861},
  year   = {2020}
}

备注

to appear in Nature Nanotechnology