用单自旋显微镜在纳米尺度探测二维材料中的磁性

近年来在二维范德瓦耳斯(vdw)晶体中发现铁磁性，因其在基础和应用研究中的潜力而引起了广泛兴趣。推进对vdw磁体的理解和应用需要能够在纳米尺度定量探测其磁性质的方法。在此，我们报道使用扫描单自旋磁强计研究vdw磁体CrI$_3$的原子薄晶体直至单个单层，并展示了磁化强度、局域缺陷和磁畴的定量纳米尺度成像。我们确定CrI$_3$单层的磁化强度约为$16~\mu_B/$nm$^2$，并在奇数层样品中发现相近的值，而当层数为偶数时磁化强度消失。我们还确定这种难以解释的奇偶效应与材料结构密切相关，并且结构修饰可诱导铁磁与反铁磁层间有序之间的切换。除了揭示原子薄CrI$_3$晶体中磁性的新方面外，这些结果展示了单自旋扫描磁强计在研究二维vdw磁体磁性方面的能力。