近室温范德华铁磁体中的可逆非易失性电子开关
强关联电子
2024-04-01 v1 材料科学
摘要
以非易失方式在两个 distinct 状态间可逆切换的能力对信息存储应用十分重要。此类器件已在相变材料中实现，其利用局部加热在具有不同电学性质的晶态与非晶态间切换。要将此类切换拓展至两种拓扑 distinct 的相之间，需要具有 distinct 对称性的两种晶态之间的非易失切换。本文报道在近室温范德华铁磁体 FeGeTe 中观察到两种稳定且紧密相关的晶体结构之间的可逆非易失切换，其电子结构显著不同。结合多种表征技术，我们表明该切换由 Fe 位点空位的无序化与有序化实现，导致两相具有不同的晶体对称性，并可通过热退火与淬火方法控制。此外，基于对称性分析及第一性原理计算，我们阐明两相观测电子结构的关键差异：在位点无序相中，保留的全局反演对称性兼容拓扑节点线；而在位点有序相中，位点有序形成的二分晶格上量子相消干涉产生平带，且反演对称性破缺解除拓扑简并。我们的工作不仅揭示了金属性范德华铁磁体中因位点有序化涌现的丰富量子相，也展示了这些高度可调二维磁体在存储与自旋电子学应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2307.03154,
title = {Reversible Non-Volatile Electronic Switching in a Near Room Temperature van der Waals Ferromagnet},
author = {Han Wu and Lei Chen and Paul Malinowski and Jianwei Huang and Qinwen Deng and Kirsty Scott and Bo Gyu Jang and Jacob P. C. Ruff and Yu He and Xiang Chen and Chaowei Hu and Ziqin Yue and Ji Seop Oh and Xiaokun Teng and Yucheng Guo and Mason Klemm and Chuqiao Shi and Yue Shi and Chandan Setty and Tyler Werner and Makoto Hashimoto and Donghui Lu and T. Yilmaz and Elio Vescovo and Sung-Kwan Mo and Alexei Fedorov and Jonathan Denlinger and Yaofeng Xie and Bin Gao and Junichiro Kono and Pengcheng Dai and Yimo Han and Xiaodong Xu and Robert J. Birgeneau and Jian-Xin Zhu and Eduardo H. da Silva Neto and Liang Wu and Jiun-Haw Chu and Qimiao Si and Ming Yi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03154},
year = {2024}
}