自插层Cr1+{\delta}Te2外延薄膜中的磁性调控
材料科学
2020-11-11 v1 无序系统与神经网络
介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
磁性过渡金属硫族化物（TMD）薄膜近来成为承载与新代自旋电子器件相关的新型磁相的有前途候选者。然而，在此类薄膜中仍未能实现对磁化取向（或各向异性）及其热稳定性（以居里温度Tc表征）的系统性控制。在此，我们提出自插层外延Cr1+{\delta}Te2薄膜作为在TMD薄膜中实现系统性/平滑磁性调控的平台。利用基于分子束外延（MBE）的技术，我们实现了NiAs型晶体结构保持下，{\delta}在宽范围（0.33-0.82）内平滑可调的外延Cr1+{\delta}Te2薄膜。随着{\delta}增加，我们发现Tc从160 K单调增强至350 K，且对于固定膜厚磁各向异性从面外易轴配置旋转为面内易轴配置。常规偶极与轨道磁矩项的贡献不足以解释观测到的随{\delta}的磁行为演化。相反，第一性原理计算表明，随{\delta}出现的反铁磁相互作用及其与常规铁磁性的相互作用可能在观测趋势中起关键作用。据我们所知，这构成了TMD薄膜中室温以上可调Tc与磁各向异性的首次演示，并为面向自旋电子应用设计新型磁相铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2008.00381,
title = {Tailoring Magnetism in Self-intercalated Cr1+{\delta}Te2 Epitaxial Films},
author = {Y. Fujisawa and M. Pardo-Almanza and J. Garland and K. Yamagami and X. Zhu and X. Chen and K. Araki and T. Takeda and M. Kobayashi and Y. Takeda and C. H. Hsu and F. C. Chuang and R. Laskowski and K. H. Khoo and A. Soumyanarayanan and Y. Okada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.00381},
year = {2020}
}