单层多铁体的电子磁环绕观测
材料科学
2025-10-10 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
片状范德华力多铁体已成为探索新型磁电现象的有前景的平台。最近的研究表明，单层NiI在二维极限下拥有稳健的II型多铁性、在太赫兹频率下的巨大的动态磁电耦合，以及可通过电气切换的自旋极化。这些发展为基于多铁秩序集体激发的超快、低能耗、可电气调制的自旋电子器件提供了可能性。然而，片层极限下这些玻色模式在实空间中的直接可视化尚未实现。本文报道了利用低温扫描隧道显微镜在单层NiI中观察电子磁环绕的原子尺度结果。通过跟踪多铁相的热力学演化，我们确立了能量尺度并解析了对称性破坏的多铁态中一致的隧穿激发。与第一性原理和自旋模型计算的比较表明，低能态模式源于电子磁环绕激发。空间分辨的非弹性隧道光谱图显示，在电子磁环绕能tage处，局部谱函数呈条纹样调制，与理论预测相符。这些结果提供了电子磁环绕内部结构的直接证据，并建立了在原子尺度探测这些模式的方法，为可调控的自旋电子器件开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2510.08253,
title = {Observation of electromagnons in a monolayer multiferroic},
author = {Mohammad Amini and Tiago V. C. Antão and Liwei Jing and Ziying Wang and Antti Karjasilta and Robert Drost and Shawulienu Kezilebieke and Jose L. Lado and Adolfo O. Fumega and Peter Liljeroth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08253},
year = {2025}
}