Two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) magnetic materials have garnered considerable attention owing to the existence of magnetic order down to atomic dimensions and flexibility towards interface engineering, offering an attractive platform to explore novel spintronic phenomena and functionalities. Understanding of the magnetoresistive properties and their correlation to the underlying magnetic configurations is essential for 2D vdW-based spintronic or quantum information devices. Among the promising candidates, vdW ferromagnet (FM) Fe3GeTe2 shows an unusual magnetotransport behavior, tunable by doping at the magnetic (Fe) site, and tentatively arising from complicated underlying spin texture configurations. Here, we explore an alternative route towards manipulation of magnetotransport properties of a vdW FM without directly affecting the magnetic site i.e., by doping at the non-magnetic (Ge) site of Fe3(Ge,As)Te2. Interestingly, doping at the non-magnetic (Ge) site results in an unconventional Hall effect whose strength was considerably modified by increasing As concentration, possibly arising from emergent electromagnetic behavior from underlying complicated spin configurations. The present results provide a possible route to understand the intricate role played by the non-magnetic (Ge) atom towards magnetic properties of vdW FMs, and shows a novel direction towards tailoring of underlying interactions responsible for the stabilization of non trivial spin textures in 2D magnetic vdW materials.
High-spin orbital interactions across van der Waals gaps controlling the interlayer ferromagnetism in van der Waals ferromagnets
我们研究了什么样的相互作用控制范德华铁磁体(如Fe 3-xGeTe 2,Cr2 Ge 2 Te 6,CrI 3和VI 3)中层间耦合的符号和强度,发现范德华能隙中的高自旋轨道相互作用是理解其铁磁性的关键。Fe_(3-x)GeTe_2Cr_2Ge_2 Te_6和Cr_I_3的层间铁磁耦合是由高自旋双轨道双电子不稳定性控制的,而VI_3的层间铁磁耦合是由高自旋四轨道双电子不稳定性控制的。这些相互作用解释了范德瓦尔斯铁磁体中许多看似令人困惑的观测结果。
Mechanical control of physical properties in the van der Waals ferromagnet Cr2Ge2Te6 via application of electric current
Cr2 Ge 2 Te 6是一种范德华铁磁体,居里温度为66 K。在这里,我们报告了一个快速的变化,在应用小直流电流,一个巨大的,但各向异性的磁电效应,和一个尖锐的,晶格驱动的量子开关表现在I-V特性的大块单晶Cr2 Ge 2 Te 6的磁基态。在这些观察到的现象的核心是一个新发现的,强烈的各向异性磁弹性耦合,使强烈的各向异性响应的晶格应用的电流和/或磁场,因此在Cr2 Ge 2 Te 6的奇异现象。磁性半导体中这种罕见的机械可调性为独特的功能材料和器件提供了诱人的前景。
Finite-size nanowire at a surface: unconventional power laws of the van der Waals interaction
我们研究了金属或窄隙半导体纳米线与表面的范德华相互作用,在中间线-表面距离$(v_{F}/c)L \ll d \ll L $或$L \ll d \ll (c/v_{F})L $的制度,其中$L$是纳米线长度,$d$是到表面的距离,和$v_{F}$是纳米线电子的特征速度(对于金属线,它是费米速度)。我们的方法,基于Luttinger液体框架,允许一个分析的依赖关系的相互作用的纳米线的长度,线表面的距离,和相关的光谱间隙和温度的特征长度尺度之间的相互作用。我们发现,这种相互作用导致非平凡的修改的幂律支配范德华力,特别是非单调依赖的幂律指数的线表面分离。
Low energy magnetic excitation spectrum of the unconventional ferromagnet CeRh$_{3}$B$_{2}$
用中子非弹性散射方法测量了非常规铁磁体CeRh $_{3}$ B $_{2}$在磁有序相和顺磁相的磁激发谱。自旋波激发谱证明沿c轴的高交换相互作用比在六方结构的基面中的高约两个数量级。发现了很强的面外各向异性和面内各向异性,这证实了仅考虑$J$ =5/2多重态不足以描述CeRh $_{3}$ B $_{2}$的基态.在$T_{Curie}$上方测得的准弹性散射在基面和c轴之间也具有很强的各向异性,并表明局部磁性。
Three-dimensional ferromagnetism and magnetotransport in van der Waals Mn-intercalated tantalum disufide
范德华(vdW)铁磁体是一类重要的自旋电子学材料。最近发现的原子vdW磁体CrI $_3$和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$引发了二维(2D)磁性领域的复兴。本文系统地研究了2 H-Mn $_{0.28}$ TaS $_2$单晶,它是一种二维vdW铁磁体,$T_c$ $\sim$为82.3 K,具有较大的面内磁各向异性。测量Mn $K$ -边缘X射线吸收光谱以提供关于其电子状态和局部原子环境的信息。在$T_c$附近测量的详细的磁性等温线表明,2 H-Mn $_{0.28}$ TaS $_2$内的自旋耦合是三维(3D)海森堡型耦合与自旋之间的吸引长程相互作用,衰减为$J(r)\approx r^{-4.85}$。电阻率$ρ(T)$和热电势$S(T)$都在$T_c$附近表现出异常,证实了空穴型输运载流子与局部矩的强烈相互作用。一个不寻常的角度相关的磁阻进一步观察,这表明一个可能的场诱导的新的磁结构。
Thermal and Magnetoelastic Properties of the van der Waals Ferromagnet Fe$_{3-δ}$GeTe$_2$: Anisotropic Spontaneous Magnetostriction and Ferromagnetic Magnon Excitations
Signatures of unconventional magnetism in the layered metallic ferromagnet LaCrSb$_3$ from ferromagnetic resonance spectroscopy
Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden(德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所);TU Dresden(德累斯顿工业大学);Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram(印度科学教育与研究学院,特鲁万南普拉姆)
Pressure control of the magnetic anisotropy of the quasi-two-dimensional van der Waals ferromagnet Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$
我们报告的静态磁化强度和铁磁共振(FMR)的Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$的压力相关的测量结果,以解决这个准二维范德华磁体的铁磁相的属性。静磁数据在静水压力高达3.4 GPa揭示了铁磁性的临界转变温度的降低,加宽的过渡宽度和增加的领域完全饱和的磁化$M_{\rm s}$方面的逐渐抑制。$M_{\rm s} \simeq 3μ_{\rm B}$ /Cr的值在高达2.8 GPa的压力下在误差条内保持恒定。FMR信号的各向异性不断减少,在所研究的静水压力范围高达2.39 GPa,这表明易轴型磁晶各向异性能(MAE)的减少。对FMR数据的定量分析证明,在此压力下,MAE常数$K_{\rm U}$虽然明显变小,但仍然是有限的正值,即易轴型。因此,最近讨论的在Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$中切换磁晶各向异性的符号的可能性只能在更高的压力下预期,如果可能的话,这是由于在压力下观察到的铁磁性的减弱。这种情况可能与包含Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$层的应变工程功能异质结构的设计有关。