剥离薄层铁卤化物的杂散磁场成像

磁性范德瓦耳斯材料常被提议用于未来自旋电子器件，旨在利用长程磁有序与近原子级薄厚度的结合来制造节能元件。在此背景下被讨论的一类材料是铁卤化物 FeCl$_2$ 和 FeBr$_2$，它们是具有强单轴磁晶各向异性的 A 型反铁磁体。然而，尽管对块体材料已有表征，薄层中维持支撑此类应用的磁行为的可能性尚未被研究。本工作中，我们使用氮空位（NV）中心显微镜对这些铁卤化物的单个剥离薄层中的磁性进行定量成像，揭示了磁滞现象缺失、在偏置场下弱诱导磁化以及随温度变化的不确定行为。我们表明，结果与块体材料的反铁磁行为一致，并带有软铁磁未补偿层，说明即便在低温（低至 4 K）下也无法维持扩展的（>$1~\mu$m）铁磁畴。最后，我们发现磁有序受样品制备的强烈影响，在一薄层水合样品中观察到了令人惊讶的抗磁有序。