块体范德瓦耳斯层状磁体 CrSBr 是一种准一维材料
介观与纳米尺度物理
2023-03-23 v2 材料科学
摘要
在表现出竞争电子序与磁序的一维(1D)系统中，关联量子现象对于研究基本相互作用和激发（如 Tomonaga-Luttinger 液体以及具有与其高维对应物中预期准粒子完全不同性质的拓扑序与缺陷）具有强烈吸引力。然而，干净的一维电子系统难以在实验中实现，尤其是磁有序系统。在此，我们表明范德瓦耳斯层状磁性半导体 CrSBr 表现得像嵌入磁有序环境中的准一维材料。强的一维电子特性起源于 Cr-S 链，以及弱层间杂化与有效质量和介电屏蔽各向异性的结合，其有效电子质量比为 。这种极端各向异性在实验上表现为强电子-声子与激子-声子相互作用、类 Peierls 结构不稳定性，以及强度与金属碳纳米管相似的范霍夫奇点引起的 Fano 共振。此外，由于维度降低和层间耦合，CrSBr 具有谱线窄（1 meV）、结合能与振子强度高的激子，并继承了该一维特性。总体而言，CrSBr 最好被理解为一堆弱杂化的单层，并且似乎是存在磁序情况下研究奇异激子和一维关联多体物理的一个具有实验吸引力的候选材料。
引用
@article{arxiv.2205.13456,
title = {The bulk van der Waals layered magnet CrSBr is a quasi-1D material},
author = {Julian Klein and Benjamin Pingault and Matthias Florian and Marie-Christin Heißenbüttel and Alexander Steinhoff and Zhigang Song and Kierstin Torres and Florian Dirnberger and Jonathan B. Curtis and Mads Weile and Aubrey Penn and Thorsten Deilmann and Rami Dana and Rezlind Bushati and Jiamin Quan and Jan Luxa and Zdenek Sofer and Andrea Alù and Vinod M. Menon and Ursula Wurstbauer and Michael Rohlfing and Prineha Narang and Marko Lončar and Frances M. Ross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.13456},
year = {2023}
}
备注
main: 16 pages, 5 figures; SI: 15 pages, 9 figures