单层NiI2中原子尺度螺旋磁性的自旋分辨成像
介观与纳米尺度物理
2023-09-29 v1
摘要
在单层范德瓦耳斯（vdW）晶体中识别本征非共线磁序，对于理解空间受限减小下的微妙磁相互作用以及微型化自旋电子学应用极具价值，但在实验中仍难以实现。在此，我们利用自旋极化扫描隧道显微镜，在对覆盖石墨烯的SiC(0001)衬底上生长的单层NiI2晶体中，实现了原子尺度螺旋磁性的自旋分辨成像。我们的实验确定了单层NiI2中存在具有倾斜平面的自旋螺旋态。自旋螺旋的自旋调制Q矢量确定为(0.2203, 0, 0)，这不同于其块体值或面内投影，但与我们的第一性原理计算吻合良好。该自旋螺旋在磁场下出人意料地表现出集体自旋翻转行为，其起源归因于自旋螺旋与晶格之间的不可公度性。我们的工作明确识别了单层NiI2中的螺旋磁态，为阐明其预期的II型多铁序以及开发基于vdW磁体的自旋电子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2309.16526,
title = {Spin-resolved imaging of atomic-scale helimagnetism in monolayer NiI2},
author = {Mao-Peng Miao and Nanshu Liu and Wen-Hao Zhang and Dao-Bo Wang and Wei Ji and Ying-Shuang Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.16526},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 4 figures