二维铁磁绝缘体中的配位场螺旋发光
介观与纳米尺度物理
2018-04-04 v1 材料科学
摘要
块体三碘化铬（CrI）长期以来被认为是层状 van der Waals 铁磁体。然而，其单层形式直到最近才被分离出来，并被证实为真正的二维（2D）铁磁体，为研究原子级薄极限下的光物质相互作用和磁光现象提供了新平台。在此，我们报道了在线偏振激发下，单层 CrI 中的自发圆偏振光致发光，其螺旋性由单层磁化方向决定。相比之下，双层 CrI 的光致发光表现出消失的圆偏振，这支持了最近在 CrI 双层中发现的反常反铁磁层间耦合。与在著名二维 van der Waals 半导体中主导光学响应的 Wannier-Mott 激子不同，我们的吸收和层数依赖的光致发光测量揭示了配位场和电荷转移跃迁对原子级薄 CrI 光电子响应的重要性。我们将该光致发光归因于 Cr 配合物宇称禁戒 d-d 跃迁的特征，该跃迁由于强烈的电子-振动耦合而表现出宽线宽，且由于其局域分子轨道性质而表现出与厚度无关的峰值能量。
引用
@article{arxiv.1710.05550,
title = {Ligand-field helical luminescence in a 2D ferromagnetic insulator},
author = {Kyle L. Seyler and Ding Zhong and Dahlia R. Klein and Shiyuan Gao and Xiaoou Zhang and Bevin Huang and Efren Navarro-Moratalla and Li Yang and David H. Cobden and Michael A. McGuire and Wang Yao and Di Xiao and Pablo Jarillo-Herrero and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05550},
year = {2018}
}
备注
12 pages of main text, 4 figures, 6 pages of supplementary materials