Magnon gap excitations and spin-entangled optical transition in van der Waals antiferromagnet NiPS3
本研究通过多种光学磁光谱方法探究范德华反铁磁体NiPS₃，发现磁振子能隙激发的双分量分裂及1.475 eV激发的面内磁场分裂现象，验证了其双轴特性并提出模型解释，为该自旋纠缠激发的鉴定提供了方向。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-dependent topological magnons in bilayer CrI$_3$
出于对可调谐高频磁振子的原子薄磁铁的潜力，我们详细介绍了双层碘化铬$_3$的自旋波色散。我们证明了双层的磁振子行为强烈地依赖于其堆叠配置和层间磁有序，其中拓扑带隙开放的Dzyaloshinskiii-Moriya和Kitaev相互作用引起的分散体，分类双层CrI $_3$作为拓扑磁振子绝缘体。我们进一步揭示了在一个CrI $_3$双层与反铁磁层间有序的带隙的大小和拓扑结构是可调的外部磁场。
2023-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Controlled Altermagnetism and Topological Magnons in Bilayer CrI$_3$
Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Institute of Neutron Science and Technology, School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院中子科学与技术研究所光电材料与技术国家重点实验室磁电物理与器件广东省重点实验室）
本研究通过第一性原理计算和自旋波理论，揭示双层CrI$_3$中堆叠几何可调控交变磁序及拓扑磁振子能带，并量化磁振子相互作用效应，为堆叠工程调控自旋电子学器件提供新途径。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Stacking enabled strong coupling of atomic motion to interlayer excitons in van der Waals heterojunction photodiodes
通过对WSe $_2$ /MoSe $_2$异质结光电二极管的光电流测量，揭示了原子运动与层间激子的叠加诱导强耦合.强耦合表现为明显的周期性边带的光电流光谱中的频率窗口接近层间激子共振。的边带，重复在大片的层间激子光电流谱，发生在能量增量直接对应于一个突出的异质结的振动模式。这种周期性的图案，连同层间光电导振荡，生动地展示了非常强的激子-声子耦合的出现-及其对层间激发的影响-在堆叠工程范德华异质结构器件。我们的研究结果建立光电流光谱作为一个强大的工具，询问层间激子的振动耦合，并提出了一个新兴的战略，以控制振动物理在固态。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-mediated exciton-exciton interaction in a van der Waals antiferromagnet
本研究在反铁磁半导体CrSBr中发现磁振子介导的激子相互作用，其通过自旋倾斜角的磁振子调节使激子能量依赖于密度，为关联量子材料的相互作用调控和非线性光电器件开发提供新方向。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the 2D magnetism of CrBr$_3$ by van der Waals stacking engineering
本研究针对二维磁体堆叠序与磁有序关联观测及可控制备难题，通过热辅助应变工程调控CrBr$_3$层间堆叠，实现多磁有序基态并揭示其与堆叠序的关联，为自旋电子器件应用提供新途径。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Are Magnons just the van der Waals interaction in Disguise?
该研究扩展了范德瓦尔斯相互作用的MBD模型以包含磁性，重现海森堡哈密顿量，并证明磁振子与电荷偶极波同源于多体电子密度涨落。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-polarons in van der Waals antiferromagnet FePS3
磁振子（自旋波）与声子的杂交，如果足够强并且包括长波长激发，则可以在用光操纵磁有序系统时提供新的运动场。将磁场施加到准二维反铁磁体FePS 3上，我们将磁振子能隙激发调整到与初始较低能量的声子模式一致。混合磁振子-声子模式，磁振子极化子被揭示与示范之间的一个明显的避免交叉，否则裸磁振子和声子激发。FePS 3中的磁振子极化子主要用拉曼散射实验追踪，但是，正如我们所示，它们也直接耦合到太赫兹光子，这引起了他们在反铁磁光自旋电子学领域的进一步探索。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electron-Magnon Coupling Mediated Magnetotransport in Antiferromagnetic van der Waals Heterostructure
本研究通过Raman光谱与磁输运测量，揭示了FLG/FePS₃异质结构中Electron-Magnon Coupling对界面电荷输运的调控机制，发现低温负磁阻效应及层间耦合强度的厚度依赖性。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Switchable van der Waals Magnon Valves
范德华磁体已经成为探索高度可调自旋物理和自旋相关技术的肥沃土壤。范德华磁体中的二维磁振子是强约束条件下自旋的集体激发。虽然在理解2D磁振子方面已经取得了相当大的进展，但一种称为范德华磁振子阀的关键磁振子设备尚未实现，其中磁振子信号可以完全重复地打开和关闭。在这里，我们展示了这样的磁振子阀的基础上范德华反铁磁绝缘体MnPS3。通过施加直流电流通过栅电极，我们表明，二次谐波热磁振子（SHM）信号可以从正到负调谐。在此调谐过程中保证过零证明了SHM传输的完全阻断，这是由2D自旋通道中的非平衡磁振子密度的非线性门依赖性引起的。使用可切换的磁振子阀，我们演示了基于磁振子的逆变器。这些结果说明了范德华反铁磁体的潜力，研究高度可调的自旋波物理和应用在未来的信息技术中的磁振子基电路。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical reversal of the sign for magnon thermal Hall coefficient in a van der Waals bilayer antiferromagnet
本研究以双层H型堆叠反铁磁2H-VSe₂为平台，提出垂直电场调控的磁振子热霍尔效应，通过第一性原理计算与线性自旋波近似分析，发现电场反转可改变热霍尔系数符号，为全电磁振子自旋电子学提供平台。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-sublattice Spin Pumping and Magnon Level Attraction in van der Waals Antiferromagnets
本文从理论上研究了倾斜基态的层状范德瓦尔斯反铁磁体对相邻正常金属的自旋抽运。我们发现，由此产生的直流自旋泵电流承担沿所有的自旋方向的贡献。我们的分析允许通过测量两个面内自旋电流分量来检测内和跨亚晶格自旋混合电导。我们进一步表明，亚晶格的破缺吉尔伯特阻尼可以通过界面工程实现，并诱导光和声磁振子模之间的耗散耦合。这在系统中实现了磁振子级吸引和例外点。此外，耗散耦合和跨亚晶格自旋抽运的作用使得在离面方向产生了非常规的自旋流。我们的研究结果提供了一个路线，以提取自旋混合电导矩阵，并揭示了独特的机会，如水平吸引力，范德华反铁磁体正常金属混合物提供。
2020-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topological magnon-polaron transport in a bilayer van der Waals magnet
本文研究双层范德华磁体中由磁弹耦合诱导的拓扑磁振子-极化子输运，揭示变磁转变伴随拓扑结构转变并显著改变热霍尔电导率与自旋能斯特系数。
2024-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Van der Waals Stacking Induced Topological Phase Transition in Layered Ternary Transition Metal Chalcogenides
具有非平凡电子和光子带拓扑结构的新型材料对于实现具有低功耗和散热的新型器件以及无退相干的量子计算至关重要。利用第一性原理方法，我们预测了一类三元过渡金属硫族化合物（TTMC）MM'Te $_4$具有双重拓扑特性：二维单层中的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体和三维非中心对称晶体中的拓扑Weyl半金属.值得注意的是，我们发现可以创建和湮灭Weyl费米子，并实现之间的过渡类型-I和类型-II的Weyl费米子通过调整vdW层间距。我们的计算表明，它们具有良好的热力学稳定性和弱的层间结合，这意味着它们的实验合成，直接剥离和vdW异质堆积的巨大潜力。此外，它们的三元性质将通过控制不同的化学计量比和价电荷来提供更多的电子结构可调性。我们的发现为实现QSH效应和探索拓扑相变提供了理想的材料平台，并将为二维材料和拓扑材料的研究开辟多种新的机会。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnomechanical Coupling in Suspended 2D van der Waals Ferromagnets
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Department of Precision and Microsystems Engineering, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学精密与微系统工程系）
研究揭示二维范德瓦尔斯铁磁体悬浮膜中强磁-机械耦合，通过磁弹性相互作用实现单磁子-声子耦合率高达数百赫兹至低千赫兹，远超YIG球体的典型值。
2026-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane magnetocrystalline anisotropy in the van der Waals antiferromagnet FePSe$_3$ probed by magneto-Raman scattering
通过变温磁拉曼散射研究 FePSe$_3$，发现磁振子分裂并与声子选择性耦合，揭示其面内磁晶各向异性及耦合模式特征的温度可调性。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological magnonics in the two-dimensional van der Waals magnet CrI3
本文计算了Kitaev-Heisenberg磁体的磁振子谱。该模型最近被提出作为自旋哈密顿量来模拟$\text{CrI}_3$和其他二维磁体。它是一个最小的自旋哈密顿量，其中包括海森堡，各向同性交换的贡献，以及Kitaev相互作用，各向异性和挫折交换的贡献。我们的计算揭示了磁振子的拓扑性质和在$K$和$K^\prime$点打开的间隙。这些拓扑性质引起诸如热霍尔效应的效应。除了体性质，我们计算的磁振子谱的纳米带说明相应的边缘状态。
2020-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field-induced magnon portfolio in a van der Waals magnet
Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, CNRS, LNCMI, Université Grenoble Alpes, Univ Toulouse, INSA Toulouse, EMFL（强磁场国家实验室）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Aix-Marseille Université, CNRS, CINaM（艾克斯-马赛大学）；Aix-Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯-马赛大学、土伦大学）
研究CrOCl中磁子激发，揭示低磁场下双轴各向异性的磁子谱，以及磁场增强时cant态磁子特征及铁磁态转变中的磁子谱变化。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnon-exciton proximity coupling at a van der Waals heterointerface
自旋和光子系统是现代信息设备和新兴量子技术的核心。半导体中的电子空穴对（激子）和磁性晶体中的集体自旋激发（磁振子）之间的相互作用将桥接这些异质系统，在新型互连设备中利用它们的个体资产。在这里，我们报告的磁性薄膜和原子级薄的半导体之间的界面处的磁振子激子耦合。我们的方法联盟的长寿命的磁振子托管在一个薄膜的钇铁石榴石（YIG）的强约束激子在一个薄片的过渡金属二硫属化物，MoSe $_2$。磁振子诱导的激子上的动态谷塞曼效应所统治的界面交换相互作用。这类新生的混合系统为微波和光学区域之间的信息转导提供了新的机会。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effect of van der Waals forces on the stacking of coronenes encapsulated in a single-wall carbon nanotube and many-body excitation spectrum
我们研究了单壁碳纳米管中C24H12晕苯的几何构型、稳定性、电子结构和光学性质。通过充分结合先进的电子结构技术，包括弱相互作用和范德华相互作用，以及建立电子性质和激发的多体效应，我们准确地表征了这种混合碳纳米结构，它是光电纳米器件的一个有前途的候选者。特别是，我们表明，在纳米管内的堆叠晕苯的结构的特征在于通过范德华相互作用，这是至关重要的，在这些系统中的每个晕苯相对于其邻居的旋转。我们还建议尝试修改系统，以便在实验中观察到这种特殊的旋转。所涉及的系统的计算的多体激发光谱之间的比较揭示了一个显着的光学红移相对于晕苯堆积气相。这种红移的起源解释的限制的晕苯分子内的纳米管，显示出良好的协议与现有的实验证据。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fate of Topological Dirac Magnons in van der Waals Ferromagnets at Finite Temperature
本文提出了范德华铁磁体中热磁子相互作用的微观理论，定量重现了CrBr3中狄拉克磁子的能级偏移与线宽，并阐明了有能隙材料中拓扑能隙的热稳定性及观察标准。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Ultrastrong Magnon-Magnon Coupling and Squeezed States in a Triaxial Van der Waals Antiferromagnet
National Key Laboratory of Spintronics and School of Physics, Nanjing University（南京大学自旋电子学国家重点实验室和物理学院）；School of Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学理学院）；Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构实验室）；State Key Laboratory of Spintronics, Nanjing University（南京大学自旋电子学国家重点实验室）
本研究在$CrPS_4$中实现可调超强磁振子-磁振子耦合，建立关联压缩磁振子真空态的方案，为低阻尼二维磁体的非经典磁振子态探测及量子增强自旋电子学提供途径。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnon straintronics in the 2D van der Waals ferromagnet CrSBr from first-principles
最近分离的二维（2D）磁铁提供了诱人的机会，自旋电子学和磁电子学在小型化的极限。原子级薄材料的关键优势之一是其出色的变形能力，这为通过应变工程控制其性能提供了令人兴奋的途径。本文采用第一性原理计算研究了机械应变下空气稳定二维磁性半导体CrSBr（$T_C$ = 146 K）的磁性、磁振子色散和自旋动力学.我们的研究结果提供了一个深层次的微观分析的竞争相互作用，稳定的长程铁磁秩序的单层。我们展示了CrSBr的磁振子动力学可以选择性地沿着两个主要的晶体学方向作为施加的应变的函数进行修改，探索这种准一维电子系统的磁振子应变电子学应用的潜力。此外，我们预测的应变驱动的增强$T_C$考虑环境屏蔽约30%，允许在更高的温度下传播的自旋波。
2022-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic Stacking Reconfigurations in Stacked van der Waals Film
本文利用拉曼光谱同时可视化堆叠范德华薄膜中的堆叠结构与力学畸变，揭示了刚性极限下畸变源于转移过程、原子波纹下应变场与堆叠构型紧密关联，以及裂纹引起非均匀应变而晶界影响不显著的规律，为理解莫尔结构性质局部变化和提升堆叠范德华材料制造可靠性提供依据。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Topological magnon gap engineering in van der Waals CrI$_3$ ferromagnets
针对CrI$_3$铁磁体拓扑磁振子能隙起源的争议，通过随机原子自旋动力学模拟对比DM与Kitaev两种相互作用的能隙磁场依赖特性，发现三类差异可用于区分能隙起源，为范德华材料拓扑能隙研究与工程化提供支撑。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Phonon and magnon dynamics across antiferromagnetic transition in 2D layered van der Waals material CrSBr
通过远红外偏振反射光谱研究CrSBr，揭示声子各向异性、反铁磁相变导致的声子劈裂与软化，并识别出磁振子激发。
2024-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnon gap excitations in van der Waals antiferromagnet MnPSe$_3$
本研究利用磁光谱方法研究了 MnPSe$_3$ 的零波矢磁振子激发，发现其反铁磁相中的两个低能磁振子支存在能隙，证实其为双轴反铁磁体，并揭示了面外和面内各向异性对自旋排列的支配作用。
2023-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Interacting Dirac magnons in the van der Waals ferromagnet CrBr$_3$
本研究针对二维范德瓦尔斯铁磁体CrBr$_3$的蜂窝晶格，采用全数值框架下的二阶微扰理论研究磁振子相互作用，修正了此前的奇点预测并揭示了不同磁振子支的温度依赖规律，还对比了三角布拉维晶格的情况。
2025-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of magnons in multiferroic NiI$_2$
本文通过从头计算研究了单层多铁性 NiI$_2$ 中电场对磁振子谱的调控，发现铁电极化引起磁振子能量劈裂，并展示了电场对磁振子劈裂和态密度奇点的调制，为二维极限下电学可调磁学器件设计提供了新途径。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent magnetic states due to stacking and strain in the van der Waals magnetic trilayer CrI3
最近，在三层CrI 3中实验观察到三种不同的磁性状态，包括铁磁（FM）-upupup，FM-downupdown和FM-upupdown。为了揭示所观察到的三种磁性状态的性质，我们研究了三层CrI 3中四种可能的堆叠结构的磁性：I（菱形），II（单斜），III（六方）和IV（三斜）。我们发现这四种堆积结构都具有FM upupup基态。在施加少量应变后，II和III结构中的FM-向下向上向下变为基态，IV结构中的FM-向上向下优先，而I结构中的FM-向上保持。我们的研究结果揭示了三层CrI 3中观察到的三种磁性状态可能对应于不同的堆叠结构，具有小的拉伸应变，这可以很好地解释实验获得的压力依赖的层间耦合和居里温度。我们的研究为通过调整叠层和应变来设计具有所需磁态的磁性多层膜铺平了道路。
2021-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Sliding Flexoelectricity in Two-Dimensional van der Waals Systems
本文利用机器学习力场研究二维滑移铁电体在弯曲变形下的行为，发现超过临界弯曲角时会形成由弯曲能与范德华能竞争导致的不可逆扭折，其内部铁电畴壁可反转极化并诱导出新的“滑移挠曲电效应”。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase control of magnons in the van der Waals antiferromagnet NiPS$_3$
研究通过偏振光光学激发实现了van der Waals反铁磁体NiPS$_3$中磁振子的相位控制，利用圆偏振和线偏振泵浦光两种途径，可连续调节自旋进动相位从0到$2π$，为自旋波相控阵和超快自旋信息处理提供潜在应用。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Van der Waals CrSBr alloys with tunable magnetic and optical properties
Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究通过合金化CrSBr合金调控其磁性和光学性质，揭示了卤素混合对磁交换和电子相互作用的影响，为磁子能量调制提供了新途径。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-magnon splitting in van der Waals antiferromagnet MnPS$_3$ unveiled by second-harmonic generation
本文利用共振二次谐波光谱研究范德华反铁磁体MnPS$_3$中的激子-磁振子关联跃迁，观察到两个激子-磁振子峰和激子的大线性磁电效应，揭示了二维磁体中显著的激子-磁振子相互作用及其相干控制潜力。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vapor-liquid-solid growth of highly-mismatched semiconductor nanowires with high-fidelity van der Waals layer stacking
纳米带、纳米带和其他由层状的所谓的范德华半导体形成的准一维纳米结构由于其高性能、可调谐的光电性质而引起了人们的广泛关注。对于由镓单硫族化物GaS、GaSe和GaTe制成的层状合金，在GaSe 1-xSx和GaSe 1-xTex合金中已经实现了在整个组成范围内的能带隙的近连续调谐。这些合金的金催化的气-液-固（VLS）生长主要产生纳米带、纳米带和其他纳米结构，对于这些纳米结构，快速晶体生长前沿由与催化剂接触的层边缘组成。我们表明，在富含S，GaS 1-xTex系统，不像GaSe 1-xSx和GaSe 1-xTex，Au催化的VLS过程产生范德华纳米线的快速生长方向是正常的层。S和Te之间的高失配导致GaS 1-xTex合金的能带隙的异常弯曲，对于小至0.03的x降低至少0.6 eV。使用密度泛函理论的计算证实了富S的GaS 1-xTex中带隙的显著减小。纳米线的长度可以超过50微米，由数万个范德华键合层组成，这些范德华键合层具有沿着纳米线长度的均匀尺寸的三角形或六边形横截面。我们建议，低溶解度的碲在砷化镓的结果在碲覆盖周围的金催化剂-纳米线界面的增强，限制催化剂的硫族元素终止的基面（而不是边缘），从而使逐层，c轴生长。
2022-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent properties of van der Waals bilayers revealed by computational stacking
本研究利用DFT高通量计算8451个同型双层并结合实验晶体验证，筛选2586个稳定体系，揭示其电子、磁与振动性质及可用于滑电子学的堆叠依赖双稳态。
2023-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Antiferromagnetic-ferromagnetic homostructures with Dirac magnons in van der Waals magnet CrI$_3$
通过中子散射研究 CrI$_3$ 粉末，发现抑制 R 相转变后 M 型堆叠产生与铁磁相共存的反铁磁有序，并保留 Dirac 点能隙，提示 M 相或具非平庸磁振子拓扑。
2023-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Topological magnon insulators in two-dimensional van der Waals ferromagnets CrSiTe$_3$ and CrGeTe$_3$: towards intrinsic gap-tunability
拓扑绝缘体的玻色子类似物已经在大量的理论工作中被提出，但它们的实验实现仍然非常罕见，特别是对于自旋系统。最近，二维蜂窝状范德华铁磁体作为一种新的拓扑自旋激发平台而出现。在这里，通过全面的非弹性中子散射研究和自旋波激发的理论分析，我们报告的拓扑磁振子绝缘体的实现在CrXTe $_3$（X=Si，Ge）化合物。证实了在磁振子带交叉狄拉克点处能隙开口的非平凡性质和内在可调谐性，同时从理论上证明了相应的能隙拓扑边缘态的出现.在这类卓越的二维材料中实现具有内在间隙可调谐性的拓扑磁振子绝缘体无疑将在磁振子和拓扑自旋电子学领域中产生新的和迷人的技术应用。
2021-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between Interlayer Shift and Twist: Twisted van der Waals Nanowires Driven by Rotational Twinning
Yonsei University（延世大学）；Chonnam National University（全南国立大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）
本研究揭示了vdW晶体中由旋转孪晶驱动的自发扭转机制，通过实验和理论证实扭转源于层间堆叠与应变代价的竞争，为扭转工程化vdW材料提供了设计原则。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall effect in a van der Waals ferromagnet CrI3
本研究报道CrI3的热输运性质，发现拓扑磁振子预期的热霍尔信号微弱，而低温下存在显著反常热霍尔信号，可能源于磁振子-声子杂化或散射，为后续中子散射研究提供方向。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Defect-Controlled Multiferroicity via Stacking Control in Nonmagnetic van der Waals Bilayers
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究人员以双层hBN为体系，提出将空位局域磁性与界面滑动铁电性耦合的范式，通过第一性原理计算发现缺陷选择性可稳定磁构型，电场可调控极性配位数，实现多铁性功能的堆垛调控。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Tuning THz magnons in a mixed van-der-Waals antiferromagnet
本研究通过构建FePS₃与NiPS₃组成的范德华反铁磁合金，利用两种组分磁各向异性幅值和符号的差异，实现了太赫兹频段磁振子带隙的宽范围可调，为太赫兹技术等领域提供了新的材料基础。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci
van der Waals metamaterials
范德华异质结构是发现凝聚态系统中涌现现象的一个肥沃的前沿。它们是通过堆叠一个大型二维材料库的元素来构建的，这些元素通过范德华相互作用耦合在一起。然而，这个库中可能的组合数量是惊人的，充分探索它们的潜力是一项艰巨的任务。在这里，我们介绍范德瓦尔斯超材料快速原型和筛选他们的量子对应物。这些分层的超材料被设计用来重塑超声波的流动，以模仿电子运动。特别是，我们展示了如何通过使用模拟范德华相互作用的层间膜来构建双层和三层石墨烯的所有堆叠配置的类似物。通过改变膜的密度和厚度，我们达到了远远超过传统石墨烯的耦合机制。我们预计范德华超材料将探索，扩展和告知未来的电子设备。同样，它们允许将有用的电子行为转移到声学系统，例如魔角扭曲双层石墨烯中的平带，这可能有助于超分辨率超声成像仪的开发。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of standing spin-waves in a van der Waals magnetic material
在自旋电子学领域中，自旋波由于具有取代电子的潜力而被研究用于数据存储、通信和逻辑电路。最近在二维（2D）系统（例如单层CrI $_3$和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$）中磁性的发现导致了对2D极限中磁性的这种应用的重新兴趣。在这里，我们提出了直接的证据，随着范德华磁性材料，CrCl $_3$的统一旋进共振模式的自旋驻波。我们的实验是第一次直接观察到的自旋波驻波模式，在20 $μ$ m的厚度，在范德华材料。我们检测到的反铁磁共振的光学和声学分支附近的自旋驻波。我们还观察到磁振子-磁振子耦合、共振模随温度的软化以及层间交换场随温度的演化。
2020-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Antiskyrmions in Two-Dimensional van der Waals Magnets Engineered by Layer Stacking
本文提出利用二维范德华材料的极性层堆叠打破反演对称性产生各向异性 DMI，以 CrI3 为例通过 DFT 计算和自旋动力学模拟，实现了电场可控的磁性反斯格明子的生成与尺寸调制。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring excitonic states of van der Waals bilayers through stacking configuration, band alignment and valley-spin
单层半导体中的激子由于与光场的强耦合而具有大的光学跃迁偶极。异质双层中的层间激子具有电子和空穴组分的层分离，其特征在于大的电偶极子，其能够实现与电场的强耦合和激子-激子相互作用，代价是光学偶极子基本上被猝灭（几个数量级）。在这封信中，我们证明了在过渡金属二硫属化物（TMD）异质和同质双层中创建一类新激子的能力，该双层结合了单层和层间激子的优点，即具有大的光偶极子和大的电偶极子。这些激子由被很好地限制在单个层中的电子和在两个层中很好地延伸的空穴组成，在此通过载体物种特异性层杂交来实现，所述载体物种特异性层杂交通过旋转、平移、带偏移和谷自旋自由度的相互作用来控制。我们在不同的异质双层和均质双层系统中观察到不同种类的这种层杂化谷激子，其可用于实现强相互作用激子/极化激子气体，以及具有能量上转换或下转换的双向层间载流子转移的光量子相干控制。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-polarized domain wall magnons in 2D ferromagnetic bilayers
Valleytronics是一个开创性的技术领域，依靠谷自由度来实现新颖的电子功能。基于谷电子学中的电势，对双层石墨烯中局限于畴壁的拓扑谷极化电子进行了广泛的研究。在这里，我们研究磁振版本的畴壁激发在二维蜂窝铁磁双层膜（FBL）共线秩序。特别是，我们探讨的影响Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ESTA）和静电掺杂（ED）的存在和特性的一维磁振子局限于层堆叠畴壁FBL。研究发现，电畴和电畴的共存丰富了FBL中的拓扑结构，但相应的畴壁磁振子并没有明确的谷指数。另一方面，我们表明，层堆叠畴壁在DMI自由FBL构成一维通道的弹道输运的拓扑谷极化磁振子。我们的理论结果为基于原子级薄拓扑磁性材料的磁振子谷电子器件的发展带来了希望。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Stacking-dependent Electronic and Topological Properties in van der Waals Antiferromagnet MnBi$_2$Te$_4$ Films
结合第一性原理与紧束缚模型，研究了MnBi$_2$Te$_4$中堆叠方式对电子与拓扑性质的影响，发现层间滑动可诱导QAH绝缘体与平庸绝缘体间的拓扑相变，并提出了区分堆叠构型的光学方案。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-engineered ferroelectricity and multiferroic order in van der Waals magnets
该研究提出通过调控范德华磁体的层间堆叠打破反演对称以工程化构建多铁序，并在双层 NiI$_2$ 的第一性原理计算中证实旋转180°可诱导铁电性及层间电荷转移耦合的新型多铁序。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Ubiquitous van der Waals altermagnetism with sliding/moire ferroelectricity
该研究提出通过多层堆叠和扭转在范德瓦尔斯磁性体系中诱导交错磁性，并经第一性原理计算揭示其与滑动/莫尔铁电性的普遍共存。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking and band structure of van der Waals bonded graphane multilayers
我们使用密度泛函理论和范德华密度泛函（vdw DF）方法来确定双层和散装石墨烷的结合分离，并研究电子能带结构的变化，所产生的多层形成。计算的结合分离（质心平面之间的距离）和结合能在双层（本体）中为4.5-5.0 MeV（4.5-4.8 MeV）和75-102 MeV/cell（93-127 MeV/cell），这取决于vdW-DF版本的选择。我们得到了相应的能带图使用普通的广义梯度近似计算的几何形状指定我们的vdW-DF结果，从而探测vdW力对电子行为的间接影响。我们发现显着的带隙修改高达-1.2 eV（+4.0 eV）的布里渊区的各个区域，产生的双层（散装）的形成。
2011-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Coherent strong-coupling of terahertz magnons and phonons in a Van der Waals antiferromagnetic insulator
个体自由度的涌现协同运动，即集体激发，控制着系统基态在外界激励下的低能响应，对于理解低维材料中的多体现象具有重要作用。不同的集体模式的杂交提供了一个途径，对耦合的自由度和量子相位的相干操纵。在磁体中，集体自旋和晶格激发之间的强耦合，即，磁振子和声子，可以导致相干准粒子磁振子极化子。在这里，我们报告的一系列太赫兹磁振子极化子在层状锯齿形反铁磁体FePS 3通过远红外（FIR）透射测量的直接观察。通过磁振子模的塞曼位移，磁振子-声子失谐量连续变化，可以清楚地看到特征避免交叉行为。耦合强度g是巨大的，达到120 GHz（0.5 meV），迄今为止报道的最大值。这种强耦合导致g与共振频率的比值（g/ω）为4.5%，协同系数（g^2/γ_{ph}γ_{mag}）为29。实验结果很好地再现第一原理计算，其中强耦合被确定为产生声子调制的各向异性磁相互作用，由于自旋轨道耦合。这些发现建立FePS 3作为一个理想的测试平台，探索杂交诱导的拓扑磁振子在两个维度和相干控制的自旋和晶格自由度在太赫兹制度。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced topological magnons in two-dimensional van der Waals magnets
用圆偏振光驱动二维莫特绝缘体打破了时间反转和反转对称性，这在有效低能自旋哈密顿量中诱导了光学可调谐的合成标量自旋手征相互作用。在这里，我们表明，这种机制可以稳定拓扑磁振子激发蜂窝铁磁体和光晶格。我们发现，被照射的量子磁体是由一个Haldom模型的磁振子主机拓扑保护的边缘模式。我们研究了磁振子谱在Floquet制度和通过时间传播的磁振子哈密顿量的缓慢变化的脉冲包络的演变。与基于Aharanov-Casher效应的类似但概念上不同的驱动方案相比，在固定电场强度下的无量纲光-物质耦合参数$λ= eEa/\hbarω$增强了一个因子$\sim 10^5$。这种耦合参数的增加允许诱导一个拓扑间隙的顺序为$Δ\approx 2$ meV与现实的激光脉冲，使实验实现的光诱导拓扑磁振子边缘状态触手可及。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Material design with the van der Waals stacking of bismuth-halide chains realizing a higher-order topological insulator
低维范德华（vdW）材料作为产生奇异量子特性的平台已被广泛研究。推进这一观点，大量的注意力目前支付给拓扑量子材料与vdW结构。在这里，我们提供了一个新的概念，设计拓扑材料的量子自旋霍尔绝缘体（QSHIs）的VDW堆叠。最有趣的是，由堆叠的修改引起的单位晶胞中的反转中心的轻微移动被发现诱导从平凡绝缘体到高阶拓扑绝缘体（HOTI）的拓扑变化。在此基础上，我们提出了第一个实验实现的HOTI通过研究溴化铋Bi4Br4与角分辨光电子能谱（ARPES）。卤化铋的独特功能，能够选择各种拓扑结构，只有通过不同的堆叠链，结合vdW结构的巨大优势，为工程拓扑非平凡的边缘状态，为未来的自旋电子学应用提供了一个迷人的操场。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
