Thermal cycling induced alteration of the stacking order and spin-flip in the room temperature van der Waals magnet Fe$_5$GeTe$_2$
该研究利用X射线与中子散射揭示,淬火Fe$_{5-δ}$GeTe$_2$首次冷却时在约110 K发生ABC到AA堆垛的不可逆一级转变,并解释其磁矩方向与居里温度变化。
2022-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic correlations in the van der Waals ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$ revealed by its charge dynamics
层状范德华铁磁Fe $_3$ GeTe $_2$具有拓扑结构和磁性之间的非常规相互作用,导致低温下的大的反常霍尔电导率。在这里,我们调查其电荷动力学的温度依赖性,并揭示,在进入铁磁状态在$T_C \sim 200$ K和进一步降低温度时,有一个逐渐的光谱权重从中红外范围向远,以及近红外频率洗牌的开始。这种双重的光谱重量转移表明的重要作用的洪德耦合作为电子相关性的主要来源和信号的非相干相干交叉在低温下。我们的研究结果还传达了电子环境,基于单线拓扑状态,有利于大的异常霍尔电导率。
2020-10-06 cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect induced by Berry curvature in topological nodal-line van der Waals ferromagnet Fe$_4$GeTe$_2$
研究在近室温准二维范德瓦尔斯铁磁体 Fe$_4$GeTe$_2$ 中发现大反常霍尔效应,并结合输运标度与电子结构计算证明其源于 SOC 打开带隙的节线所产生的 Berry 曲率。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Effect of Nickel Substitution on Magnetism in the Layered van der Waals Ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
我们生长了一系列镍取代的层状铁磁体(FM)Fe $_3$ GeTe $_2$单晶。用单晶X射线衍射、磁化率、电阻和μ子自旋谱等方法对(Fe $_{1-x}$ Ni $_x$)$_3$ GeTe $_2$和$x = 0-0.84$的大单晶样品进行了表征。我们发现Fe可以连续地被Ni取代,只有很小的结构变化。此外,FM阶数从$x=0$的$T_\mathrm{C}=212$ ~K降低到$x=0.3$的$T_\mathrm{C}=50$ ~K,饱和磁矩和有效磁矩以及居里-外斯温度都受到了很强的抑制.超过$x=0.3$,FM顺序连续涂抹成FM簇玻璃相,具有几乎全磁体积分数。我们将观察到的磁序性质的变化归因于Fe $_3$ GeTe $_2$的内在无序结构和Ni取代的后续稀释效应。
2018-10-24 cond-mat.str-el
Enhanced $d$-$p$ hybridization intertwined with anomalous ground state formation in van der Waals-coupled magnetic metal Fe$_5$GeTe$_2$
Fe $_5$ GeTe $_2$是范德华(vdW)耦合的非常规铁磁金属,具有超过300 K的高居里温度($T_C$)。显著低于$T_C$的反常基态的形成受到了相当大的关注,导致对理解费米能($E_F$)附近的自旋极化电子态演化作为温度的函数的兴趣增加。尽管最近进行了广泛的研究,但由于晶体和能带结构的内在复杂性,尚未建立对$E_F$周围自旋极化电子结构的微观理解。在这项研究中,我们研究了特定元素的软X射线磁性圆二色性(XMCD)的温度依赖性。一个系统的温度演变的XMCD信号从磁性Fe和它的配体Te清楚地观察到。更重要的是,在零磁场极限下Fe 3 $d$和Te 5 $p$态之间的杂化增强被揭示出来,并且我们讨论了它对Fe $_5$ GeTe $_2$中可能出现的奇异磁性基态的影响.
2022-05-17 cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect in van der Waals bonded ferromagnet Fe$_{3-x}$GeTe$_2$
本文报道了用助熔剂法生长的准二维Fe-$_{3-x}$-$_2$($x \approx 0.36$)铁磁体单晶中的反常霍尔效应(AHE),它在Fe位上引入缺陷,导致不良的金属电阻率。测量Fe K边X射线吸收光谱以提供关于此类晶体中的局部原子环境的信息。直流和交流磁化率的测量表明,除了在153 K的顺磁到铁磁的转变,在119 K以下的第二阶段转变。修正的反常霍尔电阻率$ρ_{xy}/μ_0H_{eff}$和纵向电阻率$ρ_{xx}^2M/μ_0H_{eff}$之间的线性标度行为表明Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$中的AHE应该由本征的Karplus-Luttinger机制而不是本征的斜散射和侧跳机制控制。在低于30 K的线性-M霍尔电导率$σ_{xy}^A$的观察到的偏差是符合其在低温下的输运特性,这意味着由于磁无序和费米面的演变引起的自旋重取向转变的导电电子的散射。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Anomalous transport in itinerant van der Waals ferromagnets Fe$_n$GeTe$_2$ (\emph{n}=3, 4, 5)
铁磁(FM)半金属Fe $_n$ GeTe $_2$(n=3,4,5)在费米能级(EPDMATHABMO)附近具有多个带交叉点或带交叉线,这些能带的拓扑性质导致了有趣的输运性质.我们研究了这些材料采用第一性原理计算和紧束缚哈密顿量通过拟合的第一性原理计算的参数。当n= 3,5时,在自旋轨道耦合(SOC)的存在下,观察到大的Berry曲率(BC)集中在节线上.研究了拓扑节线和磁矩的相关性对反常霍尔电导(AHC)$σ_{xy}$和反常能斯特电导(ANC)$α_{xy}$的影响。我们发现$σ_{xy}=150$ S/cm(n=3),295 S/cm(n=4)和90 S/cm(n=5)在0 K下,而ANC在室温下的E $_F$下观察到$α_{xy}=0.55$ A/Km(n=3),0.10 A/Km(n=5)和0.80 A/Km(n=4)。我们计算的0 K时的AHC值,即,对于Fe $_3$ GeTe $_2$和90 S/cm Fe $_5$ GeTe $_2$,150 S/cm与实验报道的值一致。此外,Fe $_5$ GeTe $_2$的ANC的实验报告值接近于我们在室温下的计算值,即,0.10 A/Km.
2022-07-07 cond-mat.str-el
Magnetic structure and phase stability of the van der Waals bonded ferromagnet Fe3-xGeTe2
采用合成、X射线和中子衍射、高分辨显微镜和磁化强度测量相结合的方法研究了层状铁磁化合物Fe $_3$ GeTe $_2$的磁结构和相图。通过自熔反应合成了单晶,单晶中子衍射发现在4K下沿$c$ -轴取向的磁矩为1.11(5)$μ_B$ /Fe的铁磁有序。这些助熔剂生长的晶体与先前通过气相传输生长的晶体($T_{\textrm{c}}$ = 220 K)相比具有较低的居里温度$T_{\textrm{c}}\approx$ 150 K。不同之处在于助熔剂生长的晶体中Fe含量降低,如在一系列多晶样品中观察到的行为所示。随着Fe含量的降低,居里温度、磁各向异性和净磁化强度也降低。此外,对助熔剂生长晶体的霍尔效应和热电测量表明,多种载流子类型有助于Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$和结构相似的Ni $_{3-x}$ GeTe $_2$的电输运。
2015-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical behavior of the van der Waals bonded ferromagnet Fe$_{3-x}$GeTe$_2$
采用体相直流磁化方法研究了单晶范德华键合铁磁体Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$的临界性质.用自熔法生长的Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$单晶在缺Fe $x \approx 0.36$时,在低于$T_c = 152$ K时呈现体FM有序.穆斯堡尔谱被用来提供这种晶体中缺陷和局部原子环境的信息。临界指数$β= 0.372(4)$与临界温度$T_c = 151.25(5)$ K和$γ= 1.265(15)$与$T_c = 151.17(12)$ K通过Kouvel-Fisher方法获得,而$δ= 4.50(1)$通过在$T_c = 151$ K下的临界等温线分析获得。这些临界指数服从Widom标度关系$δ= 1+γ/β$,表明所获得的值的自洽性。有了这些临界指数的等温线$M(H)$曲线低于和高于临界温度崩溃成两个独立的通用分支,遵守单一的标度方程$m = f_\pm(h)$,其中$m$和$h$重整化的磁化强度和字段,分别。在这项研究中确定的指数是接近的结果计算的重正化群方法的启发式模型的三维海森堡($d = 3, n = 3$)自旋耦合的吸引力的长程相互作用的自旋之间的衰减为$J(r)\approx r^{-(3+σ)}$与$σ=1.89$。
2018-03-14 cond-mat.str-el
Elucidating the origin of long-range ferromagnetic order in Fe$_3$GeTe$_2$ by low-energy magnon excitation studies
本文通过高场/高频铁磁共振研究Fe$_3$GeTe$_2$的低能磁振子激发,提取各向异性能隙、各向异性场等关键参数,并发现磁晶各向异性在居里温度以上仍维持短程磁序,从而阐明其驱动长程铁磁序的关键作用。
2025-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct evidence from high-field magnetotransport for a dramatic change of quasiparticle character in van der Waals ferromagnet Fe$_{3-x}$GeTe$_2$
本研究通过强磁场磁输运实验发现范德华铁磁体Fe$_{3-x}$GeTe$_2$在80K以下准粒子性质显著变化,霍尔系数35K时反转,证实其低温下存在近藤晶格行为。
2023-12-21 cond-mat.str-el
Spin-polarized supercurrent through the van der Waals Kondo lattice ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
在新的范德华近藤晶格Fe $_3$ GeTe $_2$中,巡游铁磁性和重费米子行为共存。这种系统的两个关键特性,即自旋极化的费米表面和低费米动量,预计将显着改变Andreev反射为主的传输在与超导电极接触,并显示非常规的邻近诱导超导。在超导Nb和Fe $_3$ GeTe $_2$的介观界面上观察到Andreev反射和Kondo共振的相互作用。在Nb的临界温度($T_c$)以上,记录的微分电导($dI/dV$)谱显示出一个强的零偏异常,这一异常可以用近藤共振产生的特征Fano线形状来描述。在$T_c$以下,Fano线与Andreev反射混合主导$dI/dV$,导致在零偏压下电导的显著的非常规抑制。因此,在一个自旋极化模型的Andreev反射光谱的分析产生了一个非常大的自旋极化,这是不能解释的自旋分裂带的状态密度在费米表面单独。这些结果开辟了各种量子现象之间迷人的相互作用的可能性,这些现象可能会出现在介观超导界面,涉及近藤晶格系统托管自旋极化传导电子。
2022-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic excitations and absence of charge order in the van der Waals ferromagnet Fe$_{4.75}$GeTe$_2$
该研究利用 Fe $L_3$ 边 RIXS 与共振 X 射线衍射揭示 Fe$_{4.75}$GeTe$_2$ 的磁振子—连续谱双重激发及增强的三维磁性,并证明 $\pm$(1/3,1/3,$L$) 峰来自晶体结构而非电荷序。
2025-07-23 cond-mat.str-el
Electronic structures and magnetism in van der Waals flat-band material Ni$_{3}$GeTe$_{2}$
本研究利用动力学平均场理论计算发现,范德华材料 Ni$_{3}$GeTe$_{2}$ 因层状三角晶格几何阻挫产生平带,其磁性和电子结构受 Coulomb 作用与 Hund 耦合共同影响,且空位会显著抑制 Fermi 能级态密度。
2025-06-21 cond-mat.str-el
Spectral Evidence for Local-Moment Ferromagnetism in van der Waals Metals Fe$_3$GaTe$_2$ and Fe$_3$GeTe$_2$
通过角分辨光电子能谱和密度泛函理论比较Fe$_3$GaTe$_2$和Fe$_3$GeTe$_2$的电子结构,发现Fe$_3$GaTe$_2$在T$_C$处无能带位移,表明其铁磁性主要由局域矩而非巡游电子驱动。
2023-12-02 cond-mat.str-el
Disentangling the unusual magnetic anisotropy of the near-room-temperature ferromagnet Fe$_{4}$GeTe$_{2}$
研究揭示Fe₄GeTe₂中磁各向异性的温度依赖性及其与电子自由度的耦合,为磁电设备优化提供新方向。
2025-12-09 cond-mat.str-el
Non-equilibrium correlation effects in spin transport through the 2D ferromagnet Fe$_4$GeTe$_2$
针对二维铁磁体非平衡自旋输运的理论难题,结合密度泛函理论等方法开发非平衡从头算方法,发现Fe$_4$GeTe$_2$中临界电压以上存在热关联电子区域,证明多体非平衡方法的必要性。
2025-10-28 cond-mat.str-el
Interlayer magnetism in Fe3-xGeTe2
Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$是具有相对高的有序温度和大的各向异性的层状范德华磁性材料。虽然大多数研究已经得出结论,层间有序是铁磁性的,但也有报道称Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$中存在层间反铁磁性。在这里,我们通过中子衍射实验,扫描隧道显微镜(STM)和自旋极化STM测量,密度泛函理论加U计算和STM模拟研究层间磁有序。我们的结论是铁磁耦合层的Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$和为了捕获的磁性和电子性能的Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$在密度泛函理论,哈伯德U校正需要考虑。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Temperature ferromagnetism from site-selective filling in (Fe,Ni)$_{6-δ}$GeTe$_2$
Yale University(耶鲁大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Lab(劳伦斯伯克利国家实验室);Cornell University(康奈尔大学);University of Southern California(南加州大学);Boston College(波士顿学院)
本研究通过结构表征与第一性原理计算,揭示镍取代诱导的高温铁磁性源于应变稳定的Fe6GeTe2纳米析出物,为原子工程提供机理基础。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$μ$SR measurements of 3D Ising ferromagnetism in bulk Fe$_3$GeTe$_2$ crystals
Memorial University(纪念大学);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心);Durham University(杜伦大学);University of Warwick(华威大学);Clarendon Laboratory, Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系克拉伦登实验室)
本文通过磁力测量和 $\mu$SR 数据证明 Fe$_3$GeTe$_2$ 在 2~K 至 220~K 全温区呈现三维 Ising 铁磁性,并指出 170~K 特征实为畴冻结而非反铁磁转变。
2026-10-01 cond-mat.str-el
Tuning the Room Temperature Ferromagnetism in Fe5GeTe2 by Arsenic Substitution
为了调节可分裂高居里温度铁磁体Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$的磁性能,研究了通过砷替代增加电子计数的效果。少量添加砷(2.5%和5%)似乎增强铁磁秩序的多晶样品淬火波动的三个磁性亚晶格之一,而较大的As浓度降低铁磁居里温度($T_{\rm C}$)和饱和磁化强度。这项工作还描述了生长和表征的Fe $_{4.8}$ AsTe $_2$单晶体,其结构类似于Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$,但具有一些相稳定性的并发症。磁化强度测量表明$_{4.8}$ As-Te-$_2$具有主要的反铁磁行为,Néel温度为$T_{\rm N}$ $\approx$ 42 K.低于$T_{\rm N}$的场致自旋触发器导致从负到正的磁阻的切换,其中显著的滞后引起蝶形电阻环。除了报告的性质Fe $_{4.8}$作为Te $_2$,这项工作显示的重要性,操纵个人的磁性亚晶格在Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$和激励进一步努力,以控制相关材料的磁性的费米能量或晶体化学的微调。
2021-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of magnetic phase transition in correlated magnetic metal: insight into itinerant ferromagnet Fe$_{3-δ}$GeTe$_2$
本文通过研究 Fe$_{3-δ}$GeTe$_2$ 的磁相变微观机制,揭示洪德耦合对铁磁序的关键作用、平带形成与自旋通道间光谱权重转移,并指出不同 Fe 位点分别呈现莫特和洪德物理,为铁磁体重费米子行为提供新途径。
2024-11-14 cond-mat.str-el
Role of non-locality in exchange-correlation for magnetic 2D van der Waals materials
为了获得铁磁二维范德华材料的精确独立粒子描述,我们将准粒子自洽$GW$(QSGW)方法应用于VI $_3$、CrI $_3$、CrGeTe $_3$和Fe $_3$ GeTe $_2$ . QSGW描述了单粒子哈密顿量中的非定域交换关联项。非定域项不仅作为密度泛函理论(DFT)中的$U$ + $U$,而且对于区分半导体中的占据态和未占据态也很重要。我们指出了DFT+ $U$在模拟QSGW时的局限性。
2020-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of Merons with Skyrmions in the Centrosymmetric van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2
Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$是一种中心对称的层状范德华(vdW)铁磁体,其居里温度$T_c$(270-330 K)在自旋电子学应用的有用范围内。然而,人们对它的拓扑自旋纹理之间的相互作用知之甚少(例如,merons、skyrmions),其具有技术上相关的输运性质,例如拓扑霍尔效应(THE)或拓扑热输运。在这里,我们通过高分辨率的洛伦兹透射电子显微镜,meron和反meron对共存与Néel skyrmions在Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$在很宽的温度范围内,并探测其对热和电输运的影响。我们检测到的THE,即使在房间$T$,感测merons在较高的$T$ s,以及它们与skyrmions共存的$T$降低,表明按需热驱动形成的任何类型的自旋纹理。值得注意的是,我们还观察到一个非常规的THE在没有洛伦兹力和属性之间的相互作用载流子和磁场诱导的手征自旋织构。我们的研究结果暴露Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$作为一个有前途的候选人的skyrmionics/meronics由于不同的,但共存的拓扑磁纹理和非常规的电荷/热载流子的运输之间的相互作用的应用程序的发展。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revisiting the magnetic ordering through anisotropic magnetic entropy change in quasi-two-dimensional metallic ferromagnet, Fe$_4$GeTe$_2$
通过测量磁性、磁热效应和热容,研究了二维范德华(vdW)层状材料Fe $_4$ GeTe $_2$的铁磁有序和相变性质. Fe $_4$ GeTe $_2$具有复杂的磁性相,具有两个不同的转变:在大约$T_\text{C}$ $\sim$ 266 K处的顺磁性到铁磁性,以及在大约$T_\text{SRT}$ $\sim $ 100 K处的另一个自旋重取向转变(SRT)。磁化强度测量结果表明,在接近$T_\text{SRT}$在$H\parallel c$,这意味着一阶性质的SRT的突出的热滞后。在50 kOe磁场变化时,在两个转变温度附近(在$T_\text{C}$附近,- $Δ$ S $_M^\text{max}$ = 1.95和1.99 J.Kg $^{-1}$ K $^{-1}$,以及在$T_\text{SRT}$附近,- $Δ$ S $_M^\text{max}$ = 3.9和2.4 J.Kg $^{-1}$ K $H\parallel c$)观察到合理的MCE。上述结果表明,与$T_\text{C}$的MCE值相比,$T_\text{SRT}$的MCE值更高。MCE在$T_\text{C}$的标度分析表明,重新标度的$Δ$ S $_M (T, H)$遵循一个通用的曲线,证实了铁磁转变的二阶特征。MCE的相同标度分析在$T_\text{SRT}$处破裂,表明SRT不是二阶相…
2022-06-25 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic order in Co-doped Fe$_5$GeTe$_2$ probed by resonant magnetic x-ray scattering
准二维范德华磁体Fe $_{5-δ}$ GeTe $_2$由于其大的铁磁有序温度($T_{\text{C}}$ $\sim$ 315 K)而成为室温下电子和自旋电子功能的有希望的平台。有趣的是,通过钴(Co)取代F5 GT中的铁,$i.e.$ $({\text{Fe}}_{1-x}{\text{Co}}_x)_{5-δ}{\text{GeTe}}_2$(Co-F5 GT)不仅可以进一步提高其磁性转变温度,而且还可以调谐磁性和结构基态。具体地,反铁磁(AFM)秩序被诱导超过Co掺杂水平$x \ge 0.4$。在这里,我们调查的Co-F5 GT单晶在$x = 0.45(1)$的磁性,利用特定的元素,共振磁X射线散射技术。我们的研究揭示了一个A型的,Ising样的AFM基态,与过渡温度$T_{\text{N}}$ $\sim$ 340 K。此外,我们的工作揭示了Co磁矩对磁序的重要贡献。面内磁场的施加沿着场方向逐渐消除自旋矩,但不会诱导无公度自旋织构。
2022-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dichotomy of flat bands in the van der Waals ferromagnet Fe$_5$GeTe$_2$
Rice University(莱斯大学);University of Washington(华盛顿大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Kyung Hee University(庆熙大学)
研究揭示了在同一材料系统中存在两种不同起源的平面带,通过铁位有序切换,展示了电子关联与几何摩擦在磁性、拓扑和晶格摩擦中的不同作用。
2025-08-06 cond-mat.str-el
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。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Fe deficiency and Co substitution in polycrystalline and single crystals of Fe$_{3}$GeTe$_{2}$
Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$是具有铁磁基态和最大转变温度$T_{\mathrm{c}}\sim225$ K的二维范德华材料。然而,当合成Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$时,经常报道较低的$T_{\mathrm{c}}$值。这归因于晶体结构中2c位点处的Fe的缺乏。在这里,我们调查的Fe缺乏和Co的替代Fe的磁性上的这个系统的效果。我们用化学气相传输法和助熔剂法合成了多晶材料和单晶,其中助熔剂法得到的晶体最大。在Fe位的钴取代被发现显着降低的磁性转变温度。通过化学气相传输生长的Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$的晶体,在起始材料中具有$\sim 8\%$过量的Fe,显示出最佳的Fe含量和磁转变温度。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Minority magnons and mode branching in monolayer Fe$_3$GeTe$_2$
本文通过第一性原理和含时密度泛函理论预测单层Fe₃GeTe₂中存在使磁矩增大的新型少数自旋磁振子,并通过模式分析区分相干集体激发与混合Stoner激发,揭示其丰富的磁激发谱。
2024-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic magnetocaloric effect in Fe$_{3-x}$GeTe$_2$
本文对具有门控室温铁磁性的范德华弱巡游铁磁体Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$的各向异性磁热性能进行了全面的研究。本征磁晶各向异性被观察到是温度依赖性的,最有可能有利于在薄Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$晶体的长程磁序。磁熵变$-ΔS_M$也揭示了$H // ab$和$H // c$之间的各向异性特征,可以很好地标度成通用曲线。由面外场变化为5 T的热容导出1.20 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$的峰值$-ΔS_M^{max}$和相应的绝热温变$ΔT_{ad}$为0.66 K。通过对$-ΔS_M^{max}$的场相关参数和相对制冷功率RCP的拟合,给出了$H // c$时的$-ΔS_M^{max} \propto H^n$与$n = 0.603(6)$和$RCP \propto H^m$与$m = 1.20(1)$的关系。考虑到高的和可调谐的$T_c$,Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$晶体对于制造基于异质结构的自旋电子器件是感兴趣的。
2019-08-27 cond-mat.str-el
Thermal and Magnetoelastic Properties of the van der Waals Ferromagnet Fe$_{3-δ}$GeTe$_2$: Anisotropic Spontaneous Magnetostriction and Ferromagnetic Magnon Excitations
本研究测量 Fe$_{2.92(1)}$Ge$_{1.02(3)}$Te$_2$ 的晶格热膨胀,揭示其各向异性自发磁致伸缩,并将低温热容线性项归因于二维铁磁磁振子。
2024-01-25 cond-mat.str-el
Contrasting anisotropic electron-phonon-spin coupling in Fe$_{3}$GeTe$_{2}$ and Fe$_{5}$GeTe$_{2}$: A helicity-resolved Raman study
Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校);Jawaharlal Nehru University(贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学);Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);Sungkyunkwan University(成均馆大学)
本研究通过 helicity 分辨拉曼光谱对比 Fe₃GeTe₂与Fe₅GeTe₂的各向异性电子-声子-自旋耦合,揭示二者耦合特性差异及晶体结构、磁各向异性的调控作用。
2026-10-06 cond-mat.str-el
Manifestation of incoherent-coherent crossover and non-Stoner magnetism in the electronic structure of Fe$_3$GeTe$_2$
本研究结合光电子能谱与DFT+DMFT,揭示了二维范德华铁磁体Fe$_3$GeTe$_2$中约125 K处的非相干-相干转变及非斯托纳磁性,解释了其大索末菲系数的来源。
2024-08-28 cond-mat.str-el
Unusual magnetotransport and anomalous Hall effect in quasi-two-dimensional van der Waals ferromagnet Fe$_4$GeTe$_2$
本文研究近室温范德华铁磁体 Fe$_4$GeTe$_2$ 多层器件,发现自旋重取向伴随费米面重构迹象,并揭示反常霍尔电导率主要由电子–磁振子侧跳散射贡献。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Suppression of local magnetic moment formation and paramagnetic exchange interactions in monolayer Fe$_3$GeTe$_2$
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);M. N. Mikheev Institute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所);Radboud University, Institute for Molecules and Materials(拉德堡德大学分子与材料研究所)
单层Fe$_3$GeTe$_2$中,铁原子的局部磁矩和反铁磁交换相互作用被抑制,通过动态处理电子相关性揭示其部分它inerant磁性行为。
2026-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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。
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of CrSnS3: A new Van der Waals ferromagnet
本文报道了一种新的范德瓦耳斯铁磁材料CrSnS_3的实验发现,其居里温度为TC ~ 119 K。居里温度与Chittari et.等. DFT预测(TC =112.3K)的伊辛模型与库仑势的增加。CrSnS 3中的FM有序化温度在Cr基范德华材料中是最高的:CrI 3,CrSiTe 3和CrGeTe 3。直流磁化率在Tc(~ 119 K)处出现一级相变,在AFM Neel温度TN~ 90 K处出现一个极大值;交流磁化率在Tc(~ 119 K)附近出现两个尖峰,在TN~ 90 K处出现一个尖峰.在外加直流磁场中的交流磁化率测量表明,CrSnS 3经历了两个连续的相变:磁化率的急剧增加表明在119 K处的一阶PM到FM,随后在TN~ 90 K处的AFM转变开始时更逐渐地减小。在30 K以下的磁化等温线表明材料在AFM状态下有序化;而在T > 30 K时的磁化等温线急剧上升到其饱和值,证实了铁磁状态。
2022-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic fluctuations and orbital-selective Mott transition in the van der Waals ferromagnet Fe3-xGeTe2
Fe 3-xGeTe 2是一种层状磁性范德华材料,在基础研究和应用研究中都很有意义。尽管观察到了有趣的物理性质,但甚至在与磁性相关的基本特征上也存在悬而未决的问题:它是一个简单的铁磁体还是存在反铁磁制度,以及矩是局部的还是巡回的。在这里,我们证明了反铁磁自旋涨落共存的铁磁性,通过全面的弹性和非弹性中子散射和热力学测量。我们的实际动力学平均场论计算表明,竞争的磁涨落是由轨道选择性的莫特跃迁,其中只有平面垂直的Fe(3d)流形的a1 g轨道保持巡回。我们的研究结果突出了Fe 3-xGeTe 2中的多轨道特性,该特性支持这种材料中本地和巡回物理学的罕见共存。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous magnetic properties of quasi two-dimensional van der Waals ferromagnet Fe4GeTe2
本文研究了准二维巡游铁磁体Fe $_4$ GeTe $_2$的磁性随温度和磁场($B$)的变化,磁场平行于晶体的$ab$面($B\|ab$)和$c$轴($B\|c$)。该范德华化合物在低于$T_C$ = 270.0 K时经历连续的顺磁到铁磁相变,并且在大约$T_{SR}$ $\sim$ 115 K时经历显著的自旋重取向转变,其中磁化的易磁化轴将其方向从面内改变到面外。在FM状态下的磁化强度的温度演化是高度反常的,并且对所施加的磁场的方向和强度极其敏感。磁熵变($ΔS_M$)已估计在附近的$T_C$和$T_{SR}$。发现$ΔS_M$($T$)在$T_C$周围几乎是各向同性的,但在接近$T_{SR}$的低温下,它表现出非常不寻常的行为,并且对外加场的方向敏感。对于$B\|c$,$ΔS_M$为负值,并随磁场持续降低,- $ΔS_M$($T$)在$T_{SR}$附近显示出与在$T_C$观察到的相似的宽最大值。另一方面,$ΔS_M$在低于1.4 T的$T_{SR}$附近为正,并且- $ΔS_M$($T$)在$T_{SR}$处显示峰,该峰在$B\|ab$的高场变得非常尖锐。这些结果表明Fe $_4$ GeTe $_2$的磁基态是复杂的,这可能是由于多个不等价的Fe位的存在,它们的有序性和自旋组态的复杂性.
2022-07-20 cond-mat.str-el
Quantum-Confined Tunable Ferromagnetism on the Surface of a van der Waals Antiferromagnet NaCrTe2
通过角分辨光电子能谱与从头计算,发现范德华反铁磁体NaCrTe2表面存在量子限域的二维铁磁态,并可通过碱金属表面掺杂调控交换劈裂和临界温度。
2024-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic van der Waals crystal VI3
本文报道了VanderWaals(vdW)晶体VI 3的结构、物理性质和电子结构。详细的分析表明,VI 3在Ts ~ 79 K时表现出从单斜C2/m到菱形R-3的结构转变,类似于CrX 3(X = Cl,Br,I)。低于Ts时,在Tc ~ 50 K出现长程铁磁(FM)转变。VI 3中V的局域磁矩接近高自旋态V3+离子(S = 1)。理论计算表明,VI 3可能是带隙约为0.84 eV的莫特绝缘体.此外,VI 3具有相对小的层间结合能,并且可以容易地剥离到实验上的几个层。因此,VI 3是二维FM半导体的候选者。这也为研究S = 1系统的二维磁性和vdW异质结构提供了一个新的平台。
2018-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetic order and its interplay with structure phase transition in van der Waals ferromagnet VI$_3$
范德华磁铁VI $_3$展示了有趣的磁性,使其在各种应用中的伟大使用。然而,它的微观磁性结构尚未确定。在这里,我们报告的中子衍射和磁化率测量VI $_3$,揭示了铁磁顺序的磁矩方向从$c$轴倾斜约36°在4 K。在$T_C$ = 50 K时磁序完全消失之前,在~27 K的温度下观察到了伴随着结构畸变的自旋重取向.在4 K下~1.3 $μ_B$的精细磁矩远低于2 $μ_B$ / V $^{3+}$的完全有序自旋磁矩,表明VI $_3$中存在与自旋磁矩反平行的轨道磁矩和强的自旋-轨道耦合.这导致强磁弹性相互作用,使得VI $_3$的磁性质容易通过应变和压力进行调节。
2021-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nearly room temperature ferromagnetism in pressure-induced correlated metallic state of van der Waals insulator CrGeTe$_3$
二维vanderWaals(vdW)材料中库仑排斥、自旋轨道耦合和Hund耦合能等不同能量尺度之间的复杂相互作用产生了新的新兴物理状态。例如,vdW电荷转移绝缘体CrGeTe $_3$中的铁磁性提供了一个有前途的平台,以使用几层厚的材料同时操纵潜在器件实现的磁和电特性。在这里,我们展示了一个连续调谐的磁和电性能的CrGeTe $_3$单晶使用压力。随着压力的施加,CrGeTe $_3$从室温下居里温度为$T_{\rm{C}} \sim $ 66 K的FM绝缘体转变为相关的2D费米金属,$T_{\rm{C}}$超过$\sim$ 250 K。值得注意的是,在绝缘体-金属转变(IMT)中没有伴随的结构畸变表明,电子基态的压力引起的修改是由电子相关驱动的,这提供了vdW材料中带宽控制IMT的罕见示例。
2021-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic evidence of Kondo resonance in 3$d$ van der Waals ferromagnets
本研究通过高分辨率光电子能谱与DFT+DMFT方法,在3$d$范德华铁磁体(Co$_{x}$Fe$_{1-x}$)$_{3}$GeTe$_{2}$中发现近藤共振的直接证据,揭示其非斯通纳磁性,为理解该体系中电子关联与奇特磁学的关联提供支撑。
2025-10-03 cond-mat.str-el
Skyrmions and magnetic bubbles in spin-orbit coupled metallic magnets
针对Fe$_n$GeTe$_2$中观测到的类斯格明子磁织构,构建三角晶格上结合巡游磁性与自旋轨道耦合的微观模型,结合实验证实单轴磁各向异性的调控作用,发现兼具斯格明子与铁磁泡性质的新型拓扑磁织构。
2023-10-10 cond-mat.str-el
Dispersive dark excitons in van der Waals ferromagnet CrI3
本研究利用高分辨率RIXS在范德华铁磁体CrI3中首次明确识别出两个自旋翻转暗激子,其线宽更窄且随动量色散,为新型磁光功能提供了可能。
2025-01-16 cond-mat.str-el
Robust room temperature ferromagnetism in an itinerant van der Waals antiferromagnet
本文发现巡游型范德瓦尔斯反铁磁体 (Fe0.56Co0.44)5GeTe2 在剥离至单层时仍保持至室温的铁磁序,并展现奇偶层数效应及低温偶数层稳健铁磁性。
2023-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Magnetic critical behavior of the van der Waals Fe5GeTe2 crystal with near room temperature ferromagnetism
范德华铁磁体Fe 5GeTe 2具有约270 K的居里温度TC,其可以通过调节Fe缺陷含量而升高到室温以上。为了深入了解其铁磁交换,我们通过测量大块Fe 5GeTe 2晶体中铁磁到顺磁相变周围的磁化强度来研究其临界行为。通过采用各种技术包括修改的Arrott图、Kouvel-Fisher图和临界等温线分析来分析磁化强度,获得了一组可靠的临界指数,其中TC = 273.7 K,β = 0.3457,γ = 1.40617,和δ = 5.021,这表明存在一个三维磁交换,其距离衰减为J(r)~(r)$^-4.916,这与具有长程磁耦合的三维海森堡模型的结果接近.
2020-03-15 cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism mediated by giant spin polarization of metallic ligand band in van der Waals magnet Fe5GeTe2
研究了铁磁范德华金属Fe 5GeTe 2的近费米能(EF)元素特定的电子态和自旋态.软X射线角分辨光电子能谱(SX-ARPES)测量提供了局域化Fe 3d带的光谱证据。我们还发现本地化的Fe 3d带和离域的Ge/Te p带之间的突出的杂交。这张照片是强烈支持直接观察到的显着的自旋极化的配位体p带附近的EF,使用X-射线磁性圆二色性(XMCD)测量。据我们所知,在文献报道的任何体系中非磁性元素的有限XMCD信号中,配体元素Te的XMCD信号强度显示出最高值。结合SX-ARPES和元素选择性XMCD测量,我们共同指出了巨大的自旋极化的离域配位体Te状态的重要作用,实现巡回远程铁磁性Fe 5GeTe 2。我们的发现为理解低维化合物中巡游铁磁性的机制提供了一个基本的元素选择性观点,也为通过界面能带工程设计异质结构中的奇异磁性态提供了思路.
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Reorientation Driven Renormalization of Spin-Phonon Coupling in Fe$_4$GeTe$_2$
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Uppsala University(乌普萨拉大学);Bose Institute(玻色研究所);Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院);Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所)
Fe$_4$GeTe$_2$中自旋重取向驱动自旋-声子耦合的重整化研究,揭示了温度依赖的自旋激发与声子相互作用。
2025-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Uniaxial pressure effects in the two-dimensional van-der-Waals ferromagnet CrI$_3$
采用高分辨率磁弹性测量法对准二维层状范德华材料CrI $_3$的磁弹性耦合和单轴压力对铁磁有序化温度的影响进行了实验研究和定量分析。在$T_{\rm C}$处的热膨胀系数中的明显异常意味着对于沿(垂直于)$c$轴施加的压力,正(负)压力依赖性$\partial T_{\rm C}/\partial p_{\rm i}$。实验结果支持的数值研究表明,占主导地位的,层内磁耦合增加后,压缩沿$c$方向和负的面内应变减少。与此相反,层间交换被示出为最初增加,随后减少后的应用程序的面外和面内压缩。
2022-02-07 cond-mat.str-el
Multiple ferromagnetic transitions and structural distortion in the van-der-Waals ferromagnet VI$_3$ at ambient and finite pressures
我们提出了一个零场$^{51}$ V和$^{127}$ I NMR在环境压力和比热和磁化强度测量下的压力高达2.08 GPa的大块单晶体的范德华铁磁体VI $_3$的联合研究。在环境压力下,我们的研究结果一致表明,VI $_3$在$T_s \approx $ 78 K时发生结构转变,随后在$T_{FM1} \approx $ 50 K和$T_{FM2} \approx $ 36 K冷却时发生两次铁磁转变。在最低温度下($T < T_{FM2}$),存在两个磁有序V位,而在$T_{FM1} < T\,< T_{FM2}$中只观察到一个磁有序V位. $T_{FM1}$几乎不受外部压力的影响,而$T_{FM2}$对压力高度敏感,并在$p \approx 0.6 $ GPa时与$T_{FM1}$线合并。在甚至更高的压力下($p \approx $ 1.25GPa),$T_{FM2}$线与$T_s$处的结构转变合并,对于$p < 1.25$ GPa,$p$适度地抑制该结构转变。两者合计,我们的数据指向一个复杂的磁性结构和一个有趣的相互作用的磁性和结构的自由度在VI $_3$。
2019-11-19 cond-mat.str-el