利用量子磁成像揭示剥离 Fe$_5$GeTe$_2$ 薄层中的室温铁磁性
介观与纳米尺度物理
2022-03-22 v3
摘要
范德瓦耳斯材料 FeGeTe 具有近室温的长程铁磁有序，在构建新型自旋电子与量子器件平台方面具有重要潜力。为推进应用，关键在于确定当 Fe5GeTe2 厚度达到少数层 regime 时的磁学性质。然而，这极具挑战性，因为需要一种局域、高灵敏、无伪影且只需极少制备即可工作的表征技术。先前研究表明，通过电输运测量，剥离 FeGeTe 薄层的居里温度 TC 可接近室温；亟需通过更直接揭示磁性的测量来验证这些结果。在本工作中，我们基于氮空位金刚石的量子磁成像技术，研究了剥离范德瓦耳斯磁体 FeGeTe 薄层的磁学性质。通过成像杂散场，我们确认了厚度低至 7 个晶胞的 FeGeTe 薄层中存在室温磁有序。杂散场图案及其对不同极性磁化场的响应指向垂直易轴各向异性。此外，我们在不同温度下成像并确定了薄层的居里温度 Tc~300 K。这些结果为实现 FeGeTe 室温单层铁磁体奠定了基础。本工作还表明，该成像技术能够同时对多个薄层进行快速筛选，从而为近室温潜在二维磁体的高通量表征铺平道路。
引用
@article{arxiv.2110.05314,
title = {Revealing room temperature ferromagnetism in exfoliated Fe$_5$GeTe$_2$ flakes with quantum magnetic imaging},
author = {Hang Chen and Shahidul Asif and Matthew Whalen and Jeyson Tamara-Isaza and Brennan Luetke and Yang Wang and Xinhao Wang and Millicent Ayako and Saurabh Lamsal and Andrew F. May and Michael A. McGuire and Chitraleema Chakraborty and John Q. Xiao and Mark J. H. Ku},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.05314},
year = {2022}
}