原子级薄MnPS$_3$晶体中的自旋翻转转变

原子级薄半导体层状反铁磁体（如CrI$_3$和CrCl$_3$）的磁态可通过形成隧穿势垒并测量其电阻随磁场（$H$）和温度（$T$）的变化来探测。这是可能的，因为隧穿磁电阻源于对多层中不同层磁化相对取向敏感的自旋过滤效应，即对应于多层磁态。然而，对于反铁磁性出现在单个层内的体系，不发生自旋过滤：尚不清楚该策略是否可行。为解决这个问题，我们研究了通过原子级薄MnPS$_3$晶体的隧穿输运，这是一种范德瓦耳斯半导体，其在块体中展现层内易轴反铁磁序。对于$T\simeq 78$ K以下的厚多层，在$\sim 5$ T处出现与$T$相关的磁电阻，并发现其追踪块体磁化测量已知的 antiferromagnetic 与自旋翻转（spin-flop）相之间的边界。该磁电阻一直持续到单个MnPS$_3$单层，其特征温度和磁场尺度几乎不变，尽管对$H$的依赖关系不同。我们讨论了这些发现对原子级薄MnPS$_3$晶体磁态的意义，得出结论：反铁磁关联持续至单个单层水平，并且即便在没有自旋过滤的情况下，隧穿磁电阻确实允许检测二维绝缘材料的磁性。