空气稳定超薄氧化铁中的室温磁有序
材料科学
2019-07-24 v1
摘要
某些二维（2D）材料展现出谷极化、铁电性、超导性与电荷密度波等引人入胜的性质。得益于卓越的化学稳定性，许多此类材料可在环境条件下手动组装为原子尺度多层器件。人们已尝试通过缺陷为这些 2D 材料引入磁性自由度，但仅实现了局域磁性。直至近期发现支持本征铁磁性的 2D 材料，堆叠自旋电子器件才成为可能。由于这些铁磁体对环境降解敏感，在环境条件下用其组装 2D 多层器件仍具挑战，且范德瓦耳斯材料中室温磁有序十分罕见。本文中，我们报道了展现室温磁有序的空气稳定超薄 ε 相氧化铁晶体的生长。这些晶体无需钝化，且可通过高性价比化学气相沉积（CVD）大量制备。我们发现，在块体中因能量不利而无法形成的 ε 相，在 2D 下可轻易制得，最薄至七个单位晶胞厚度。单个晶体的磁光克尔效应（MOKE）磁强计测量表明，即便在此超薄极限下，ε 相仍展现出具数百 mT 矫顽场的稳健磁性。这些测量凸显了超薄氧化铁作为面向空气稳定 2D 磁性及集成于 2D 自旋电子器件的有前景候选者的优势。
引用
@article{arxiv.1805.10372,
title = {Room Temperature Magnetic Order in Air-Stable Ultra-Thin Iron Oxide},
author = {Jiangtan Yuan and Andrew Balk and Hua Guo and Sahil Patel and Xuanhan Zhao and Qiyi Fang and Douglas Natelson and Scott Crooker and Jun Lou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.10372},
year = {2019}
}