二维磁性半导体中的准一维电子输运

我们研究了通过剥离的 CrSBr 多层膜的电子输运，CrSBr 是一种因其磁性而受到关注的 2D 半导体。我们发现了极显著的各向异性，表现为沿面内 a 与 b 晶向测量的所有量在定性与定量上的差异。特别地，我们观察到电导率 $\sigma_a$ 与 $\sigma_b$ 对温度与栅压的定性不同依赖关系，并伴随其数值上数量级的差异（在低温与大负栅压下载流子 $\sigma_b$/$\sigma_a \approx 3\cdot10^2-10^5$）。我们还发现两方向上纵向磁电阻的不同行为，以及横向电阻测量中霍尔效应的完全缺失。这些观测似乎无法用常规 2D 掺杂半导体能带输运来描述。所观测的现象学——连同我们在能量分辨光电流测量中检测到的明确的一维范霍夫奇异性特征——表明，CrSBr 多层膜中的电子输运更宜解释为弱且非相干耦合的一维线系统，而非常规 2D 能带输运。我们得出结论：CrSBr 是首个展现明显准一维电子输运特性的 2D 半导体。