在室温下利用光实现原子级磁性的可调谐
材料科学
2023-05-03 v1 应用物理
摘要
利用光在二维稀磁半导体（2D-DMSs）中操纵磁化强度，特别是在磁性掺杂的过渡金属二硫属化物（TMD）单层（M掺杂TX2，其中M = V、Fe、Cr；T = W、Mo；X = S、Se、Te）中，可能带来自旋电子学、自旋热电子学、谷电子学和量子计算中的创新应用。本展望论文探讨了在环境条件下于2D-TMD DMSs及异质结构中由光介导的磁化。通过结合磁-LC共振（MLCR）实验与密度泛函理论（DFT）计算，我们表明在V掺杂TMD单层（如V-WS2、V-WSe2、V-MoS2）中可利用光增强磁化。该现象归因于导带与价带中的过剩空穴，以及 trapped 在磁性掺杂态中的载流子，它们共同介导了半导体层的磁化。在VSe2/WS2与VSe2/MoS2等2D-TMD异质结构中，我们展示了邻近、电荷转移与限域效应在放大光介导磁性中的重要性。此效应归因于TMD层（如WS2、MoS2）的光子吸收产生电子-空穴对，介导了异质结构的磁化。这些发现将鼓励二维磁性领域的进一步研究，并为设计具有光可调磁功能的2D-TMDs及异质结构建立新方向，为下一代磁光纳米器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.2305.01026,
title = {Making Atomic-Level Magnetism Tunable with Light at Room Temperature},
author = {V. O. Jimenez and Y. T. H. Pham and D. Zhou and M. Z. Liu and F. A. Nugera and V. Kalappattil and T. Eggers and K. Hoang and D. L. Duong and M. Terrones and H. R. Gutierrez and M. H. Phan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.01026},
year = {2023}
}