掺杂 Van der Waals 磁性体 CrBr3:Yb3+ 中的光学分辨交换分裂
材料科学
2024-10-04 v2 强关联电子
摘要
铬卤化物（CrX3；X = Cl, Br, I）长期以来一直是理解离子晶体磁性和磁光性的模型体系，最近也涌现为磁性二维（2D）Van der Waals 材料的原型。尽管 CrX3 化合物的物理性质已深入探索，但用于生成新特性的掺杂技术仍令人惊讶地未得到充分探索。本文报道了掺杂 CrBr3 的磁性和磁光性，其中 Yb3+ 作为自旋携带的光学缺陷被引入。窄线近红外掺杂光致发射通过 CrBr3 能量传递高效 sensitize Yb3+。磁光测量显示，由周围 CrBr3 晶格对参数 Yb3+ 掺杂进行灵活的自旋操控。光致发射数据揭示，Kramers 双线态的基态和激发态 Yb3+ 的自旋退极在强磁交换作用下被自发分裂，使得即使在无外部磁场下，也能轻松分辨单个 Yb3+ 自旋跃迁。这些分裂的温度和场依赖性可用于探测局部和长程自旋关联。这些结果凸显了利用外源光学缺陷为这款经典 2D Van der Waals 磁性体添加新型自旋-光子功能的潜力。
引用
@article{arxiv.2408.14663,
title = {Optically Resolved Exchange Splittings in the Doped Van der Waals Ferromagnet CrBr3:Yb3+},
author = {Thom J. Snoeren and Kimo Pressler and Daniel R. Gamelin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.14663},
year = {2024}
}