Unique thickness-dependent properties of the van der Waals interlayer antiferromagnet $\mathrm{MnBi_2Te_4}$ films
利用密度泛函理论和Monte Carlo方法研究了二维范德瓦尔斯层间反铁磁体的磁性和电子性质随厚度的变化.考虑到$\mathrm{MnBi_2Te_4}$作为一个模型材料，我们发现它展示了一个显着的厚度依赖的磁性和拓扑结构的转变。虽然$\mathrm{MnBi_2Te_4}$的单个七层块是拓扑平凡的铁磁体，但由奇数（偶数）块制成的较厚的膜是未补偿的（补偿的）层间反铁磁体，其显示宽带隙量子反常霍尔（零平台量子反常霍尔）态。因此，$\mathrm{MnBi_2Te_4}$是第一个化学计量的材料预测实现零平台量子异常霍尔状态本身。这种状态在理论上已经被证明是奇异的轴子绝缘体相。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Highly sensitive spin-flop transition in antiferromagnetic van-der Waals material MPS3 (M = Ni and Mn)
近年来，二维磁性的发展促使人们寻找新的范德华磁性材料，以探索二维极限下的新磁现象。金属硫代磷酸盐（MPX 3）是一类具有反铁磁（AFM）有序性的磁性VDW材料，其有序性可持续到原子厚度极限。已经发现该材料族中的磁性高度依赖于过渡金属M的选择。本文合成了中间体化合物Ni_（1-x）Mn_xPS_3（0 < x < 1），并研究了其磁性。我们的研究表明，在Ni 1-xMnxPS 3中Ni和Mn含量的变化可以有效地调谐自旋翻转转变，可能是由于磁各向异性的调制。这种有效的调谐提供了一个有前途的候选人，工程二维磁性未来的设备应用。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall-like Phononic States in van der Waals Bilayers with Antiferromagnetic Ordering
在这里，我们提出了量子自旋霍尔类声子态的范德华双层系统与反铁磁有序。在具有小层间相互作用的双层系统中，反铁磁有序使得总陈数为零，其中每层的陈数彼此相反。在双层CrI3反铁磁有序已被实验证明，我们表明，量子自旋霍尔类状态出现空间分离的手征边缘模式。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall 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
Ultrafast coherent THz lattice dynamics coupled to spins in a van der Waals antiferromagnetic flake
利用飞秒激光脉冲在反铁磁范德华半导体FePS $_3$中触发相干太赫兹光晶格模。将380 nm厚的剥离薄片放置在衬底上，并研究了激光驱动的晶格和自旋动力学作为激发光子能量和样品温度的函数。泵浦-探测光谱测量表明，光致声子是由位移机制产生的。声子信号的幅度随着样品被加热到Néel温度而减小，并且随着发生到顺磁相的相变而消失。这一证据证实了激发晶格模式与长程磁序密切相关。因此，我们的工作揭示了一个路径走向飞秒相干操纵的磁晶各向异性的范德瓦尔斯反铁磁体。事实上，据报道，通过施加磁场的诱导声子模式通过基特尔机制与区域中心磁振子杂交。
2021-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Imprinting spin patterns by local strain control in a van der Waals antiferromagnet
本研究通过微图案化衬底在二维范德华反铁磁体MnPSe3中引入局部单轴应变，成功实现并控制了面内易轴磁各向异性，将自旋方向锁定于应变方向并复制衬底图案，为操控和设计易面磁体中的自旋织构提供了独特方法。
2024-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically brightened dark electron-phonon bound states in a van der Waals antiferromagnet
在范德瓦尔斯（vdW）材料中，不同自由度之间的强耦合可以将基元激发杂交成具有混合特征的束缚态。正确识别这些束缚态的性质和组成是理解它们的基态性质和激发光谱的关键。在这里，我们使用超快光谱来揭示二维vdW反铁磁体NiPS 3的d-轨道和声子的束缚态。这些束缚态在频域中通过等间距的声子副本表现出来。这些状态在Néel温度以上是光学暗的，并且可以通过磁序进行访问。通过发射这个声子和光谱跟踪其振幅，我们建立了电子的束缚态的起源为本地化的d-d激发。我们的数据直接产生电子-声子耦合强度，超过了2D系统中已知的最高值。这些结果表明，NiPS 3作为一个平台，研究自旋，轨道和晶格之间的强相互作用，和开放的途径相干控制的二维磁铁。
2022-04-10 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
Engineering photomagnetism in collinear van der Waals antiferromagnets
Radboud University, Institute for Molecules and Materials（拉德堡德大学分子与材料研究所）；HFML-FELIX；Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学物理研究所）；Department of Physics, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学物理系）；Research Center Future Energy Materials and Systems（未来能源材料与系统研究中心）；King’s College London, Theory and Simulation of Condensed Matter（伦敦国王学院凝聚态理论模拟）
通过TM离子掺杂在列线范德瓦尔反铁磁体中工程化光磁性，实现高效超快光学控制自旋动力学。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Realization of the electric-field driven "one-material"-based magnetic tunnel junction using van der Waals antiferromagnetic MnPX3 (X: S, Se)
近年来，人们对新型二维磁性材料的研究取得了很大的进展，这些材料被认为是实现未来电子学和自旋电子学器件的重要材料。然而，在不同的结中利用这些材料需要复杂的处理，这在许多情况下导致影响结的性能的不期望的寄生效应。在这里，我们提出了新的优雅的方法来实现“一种材料”为基础的磁性隧道结。使用了在其基态下为绝缘反铁磁体的几层2D范德华MnPX 3（X：S，Se），并且所施加的外部电场的作用导致MnPX 3堆叠的最外层的半金属铁磁状态。这种磁性隧道结的富态图允许精确地控制其隧穿电导率。所实现的基于“单一材料”的磁性隧道结允许避免与材料界面处的晶格失配和载流子散射效应相关的所有效应，为此类系统在电子学和自旋电子学中的应用提供了很高的前景。
2022-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between Exciton Dynamics and Spin Structure in van der Waals Antiferromagnet NiPS3
Department of Physics, Xiamen University（厦门大学物理系）；Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University（南京大学化学化工学院介观化学重点实验室）；Mork Family Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Southern California（南加州大学莫克家族化学工程与材料科学系）；Fujian Provincial Key Laboratory of Advanced Materials Oriented Chemical Engineering, Fujian Normal University（福建师范大学福建省面向先进材料的化学工程重点实验室）
本研究通过超快光谱揭示NiPS3中激子形成速率与磁序无关，但复合速率受长程反铁磁序调控，阐明载流子-晶格-自旋耦合机制，为超快光控自旋量子态提供新途径。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser-induced spin-lattice dynamics in the van der Waals antiferromagnet CoPS3
本研究针对范德华反铁磁体CoPS3中未淬灭轨道动量带来的自旋-晶格耦合特性，采用时间分辨磁光泵浦-探测技术揭示了飞秒激光诱导反铁磁有序熔化及相干Bg声子模式激发的超快动力学机制。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci
High mobility in a van der Waals layered antiferromagnetic metal
磁性范德华（vdW）材料已被大量追求的基础物理以及设备设计。尽管进展迅速，但到目前为止，磁性vdW材料主要是绝缘或半导体的，它们都不具有高电子迁移率-这在一般的层状vdW材料中是罕见的。磁性高迁移率vdW材料的实现将为新型磁性双电子或自旋电子器件开辟可能性。在这里，我们报告非常高的载流子迁移率在层状VDW反铁磁体GdTe 3。电子迁移率超过60，000 cm 2 V-1 s-1，据我们所知，这是所有已知的层状磁性材料中最高的。在所有已知的vdW材料中，大块GdTe 3的迁移率与黑磷相当，并且仅被石墨超越。通过机械剥离，我们进一步证明，GdTe 3可以剥离到三个单层的片状物，并且在大约20 nm薄的薄片中保留了磁性顺序和相对高的流动性。
2019-08-14 cond-mat.mtrl-sci
The curvature-induced magnetization in CrI3 bilayer: flexomagnetic effect enhancement in van der Waals antiferromagnets
本文通过第一性原理计算发现CrI3双层膜具有200 μBÅ的强挠曲磁效应，并揭示其增强源于层内应变依赖铁磁耦合和较大层间距离。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
"Extraordinary" Phase Transition Revealed in a van der Waals Antiferromagnet
本研究通过二次谐波产生技术，在范德华反铁磁体CrSBr中实验证实了表面在高于体态温度下发生相变的现象，并揭示其源于表面铁磁-反铁磁竞争的抑制，为二维磁性增强提供了新途径。
2023-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced ultrafast magnetization dynamics in van der Waals antiferromagnetic CrSBr
University of Delaware（特拉华大学）
研究光脉冲对CrSBr反铁磁体磁化动力学的影响，发现低能脉冲增强磁矩，高能脉冲导致去磁，磁场改变磁化方向及重取向。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Tunable high-temperature tunneling magnetoresistance in all-van der Waals antiferromagnet/semiconductor/ferromagnet junctions
该研究构建全vdW反铁磁体/半导体/铁磁体隧道结，在近室温保持显著TMR，并实现低至1 mV的电场调控。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Magnon transport in quasi-two-dimensional van der Waals antiferromagnets
最近出现的2D范德瓦尔斯磁体下降到原子层厚度提供了一个令人兴奋的平台，探索量子磁学和自旋电子学的应用。范德华性质稳定了作为磁各向异性的结果的长程铁磁有序。此外，巨隧穿磁电阻和电控制磁已被报道。然而，2D范德华磁体的磁振子，基于磁振子的自旋电子学的潜力尚未被探索。在这里，我们报告的实验观察到的长距离的磁振子输运在准二维范德华反铁磁体MnPS3，这表明2D磁铁作为有前途的候选材料的磁振子。随着2D MnPS3厚度的减小，观察到较短的磁振子扩散长度，这可以归因于表面杂质诱导的磁振子散射。我们的研究结果可以为探索量子磁现象和设计基于二维范德华磁体的未来磁器件铺平道路。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic parameters of the van der Waals CrSBr antiferromagnet from microwave absorption experiments
微波吸收实验采用相敏外部电阻检测进行局部范德瓦尔斯反铁磁体CrSBr。在平行于三个主要结晶方向的外加磁场中测量了两种共振模式的场依赖性，揭示了这种材料的各向异性和磁转变。为了解释观察到的结果，我们制定了一个微观自旋模型与双轴单离子各向异性和平面间交换。理论计算给出了一个很好的描述全磁振子谱，使我们能够精确地确定微观相互作用参数CrSBr。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall 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
Giant Magneto-Optical Schäfer-Hubert Effect in Two-Dimensional van der Waals Antiferromagnets \textit{M}PS$_3$ (\textit{M}=Mn, Fe, Ni)
本文系统研究了二维范德华反铁磁体 MPS3（M=Mn, Fe, Ni）中的磁光 Schäfer-Hubert 效应，推导了考虑非磁性衬底影响的理论公式，发现其旋转角大于2°且对 Néel 矢量取向不敏感，而椭圆率可区分不同层间磁序，为二维反铁磁纳米光子器件应用奠定理论基础。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled magnetic phase transition in a van der Waals magnet Fe$_5$GeTe$_2$
磁性范德华材料（vdW），包括铁磁体（FM）和反铁磁体（AFM），是研究二维磁性的一个重要领域，近年来引起了人们的广泛兴趣。然而，它们大多是半导体或绝缘的，并且vdW巡回磁体，特别是vdW巡回AFM，非常罕见。在这里，我们研究了vdW巡回磁铁Fe $_5$ GeTe $_2$（F5 GT）与各种厚度下至6.8 nm（两个单元电池）的反常霍尔效应。尽管强大的铁磁基态在薄层F5 GT，然而，我们表明，电子掺杂质子栅极实现最终可以诱导从FM到AFM的磁相变。F5GT中反铁磁相的实现突出了其在高温反铁磁vdW器件和异质结构中的应用前景。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Nature of 2D XY antiferromagnetism in a van der Waals monolayer
研究发现单层NiPS3表现出两种磁相变，低温相由六边形磁各向异性主导，与理论模型预测一致。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetic order-dependent giant tunneling magnetoresistance and electroresistance in van der Waals antiferromagnetic-multiferroic tunnel junctions
该研究提出 MBT-2L/IS/MBT-2L vdW AMFTJ，通过第一性原理量子输运计算证明磁序、铁电极化、应变和偏压可调控十六种非易失电阻态，并产生巨磁电阻、电电阻及完美自旋过滤。
2024-08-03 cond-mat.mtrl-sci
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
Van der Waals Spin-Orbit Torque Antiferromagnetic Memory
针对传统铁磁/重金属SOT磁存储器的物理局限，提出基于LaBr₂与WTe₂的范德华无外场反铁磁存储器，经多方法模拟验证其具备低功耗、高速读写的优异性能。
2023-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic order in van der Waals antiferromagnet CrPS4: anisotropic H-T phase diagrams and effects of pressure
通过测量比热和全面各向异性的温度和磁场依赖的磁化强度，研究了范德瓦尔斯反铁磁体CrPS 4单晶样品。此外，热容和磁化强度的测量分别在高达~21 kbar和~14 kbar的压力下进行。在常压下，观察到两个磁性转变，在TN ~ 37 K时从顺磁到反铁磁的二级转变，在T ~* ~ 34 K时发生一级自旋重取向转变。利用M（T，H）数据绘制了各向异性H-T相图.随着压力的增加，TN受到微弱抑制，dTN/dP ~ -0.1 K/kbar。另一方面，T* 被相当迅速地抑制，其中dT*/dP ~ -2 K/kbar，外推到Pc ~ 15 kbar处的可能的量子相变。
2021-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coplanar cavity for strong coupling between photons and magnons in van der Waals antiferromagnet
研究了氮化铌超导共面波导谐振器在磁振子-光子耦合混合量子器件中的性能。我们发现内部品质因数~ 20000在20 mK的基础温度，在零磁场。我们发现，通过减少膜厚度低于100 nm的内部品质因数大于1000可以保持高达1 T的平行磁场和垂直磁场的~ 100 mT。我们进一步证明了微波光子在这些谐振腔中的强耦合，与范德华反铁磁体铬的磁振子，这表明这些腔作为一个很好的平台，研究磁振子光子耦合在二维磁振子为基础的混合量子系统。我们证明了强磁振子光子耦合的反铁磁体的光学和声学磁振子模式。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Kitaev interactions in the van der Waals antiferromagnet VBr3
Fudan University（复旦大学）；J-PARC Center（日本原子力研究开发机构J-PARC中心）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Institute of Nanoelectronics and Quantum Computing, Fudan University（复旦大学纳米电子与量子计算研究所）
研究通过非弹性中子散射揭示了van der Waals反铁磁体VBr3中的Kitaev相互作用，并表明配体工程可调节Kitaev相互作用。
2026-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring high-TN interlayer antiferromagnetism in a van der Waals itinerant magnet
反铁磁（AFM）范德华（vdW）材料为人工合成AFM自旋电子学提供了一个新的平台，其中自旋相关功能来自于操纵层间的自旋构型。金属vdW反铁磁体被认为在通过电流切换和检测自旋态方面比广泛研究的绝缘对应物具有几个优势，但由于缺乏合适的材料，对其探索得少得多。在这里，利用vdW层间磁性对材料成分的极端敏感性，我们报告了TN ~ 210 K的Co掺杂Fe 4GeTe 2中的巡回反铁磁性，与其他已知的AFM vdW金属相比增加了一个数量级。所得到的自旋配置和取向由掺杂、磁场、温度和厚度敏感地控制，其通过导电有效地读出。这些研究结果表明，具有可调层间交换相互作用和磁各向异性的金属VDW磁体具有很强的优点，适合于AFM自旋电子学应用。
2020-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles description of van der Waals-bonded spin-polarized systems using vdW-DF$+U$ method---application to solid oxygen at low pressure
O $_2$的分子固相，特别是其基态反铁磁绝缘相的描述，是众所周知的，在传统的本地和半本地密度泛函近似中使用的密度泛函理论的Kohn-Sham形式主义是相当不令人满意的。最近发展的范德瓦尔斯泛函，考虑到非局部相关性也表现出低于标准的性能在这方面。困难在于分子晶体中反铁磁和铁磁分子对之间的范德华相互作用和交换耦合之间的微妙平衡。在这里，我们报告说，DFT $+U$的方法结合使用的vdW-DF功能在这方面表现得令人惊讶的好，并讨论这种行为背后的推理。我们也应用这种方法来研究最近报道的磁场诱导的固体O $_2$的$θ$相。
2017-12-15 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
Cr3+ spin dynamics under the octahedral crystal field in van der Waals antiferromagnets
Morgan State University（摩根州立大学）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）
研究Cr³+自旋动力学在范德华反铁磁体中的八面体晶场影响，揭示其磁序与自旋重取向机制。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Noise Spectroscopy of Quasi-2D van der Waals Antiferromagnetic Semiconductors
本文通过垂直器件的电子噪声谱研究FePS3，区分磁相变相关洛伦兹峰与陷阱辅助产生—复合噪声，揭示奈尔温度附近自旋重构效应。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A van der Waals antiferromagnetic topological insulator with weak interlayer magnetic coupling
磁性拓扑绝缘体（TI）是研究量子反常霍尔效应（QAH）和马约拉纳模（Majorana模）等量子现象的重要材料平台，其成功的材料实现对我们的基本认识和潜在的技术革命至关重要。通过实现具有交替的七层[MnBi 2 Te 4]和五层[Bi 2 Te 3]层的体材料MnBi 4 Te 7，我们表明它在平面内是铁磁的，但沿c轴是反铁磁的，在2 K时的面外饱和场为~ 0.22 T.我们的角分辨光电子能谱测量和第一性原理计算进一步证明了MnBi 4 Te 7是一个Z2反铁磁TI与两种类型的表面状态与[MnBi 2 Te 4]或[Bi 2 Te 3]终止，分别。此外，其超晶格性质可以通过剥离使[MnBi 2 Te 4]和[Bi 2 Te 3]层的各种异质结构成为可能。因此，MnBi_4Te_7的低饱和场和超晶格性质使其成为研究丰富涌现现象的理想体系。
2019-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling the anisotropy of a van der Waals antiferromagnet with light
磁性范德华材料为探索低维磁性的基本原理提供了一个理想的场所，并为自旋处理设备开辟了新的机会。Mermin-Wagner定理表明，在降维情况下，各向同性自旋相互作用不能保持长程相关;磁各向异性稳定了有序性。在这里，使用超短脉冲的光，我们证明了磁各向异性的二维范德华反铁磁体NiPS $_3$的全光控制。调谐光子能量共振与镍离子的晶体场分裂水平之间的轨道跃迁，我们证明了一个亚太赫兹的二维磁振子模式的选择性激活。的磁振子振幅的泵浦偏振控制证实，激活是由瞬时磁各向异性轴紧急响应于光激发的轨道状态与降低的对称性。我们的研究结果建立了抽运轨道共振作为一个通用的路线操纵低维（反）铁磁体的磁秩序。
2020-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Electronic Noise Spectroscopy of Quasi-2D van der Waals Antiferromagnetic Semiconductors
我们研究了低频电流波动，即噪声，在准二维（2D）范德华反铁磁半导体FePS 3的电子带隙为1.5 eV。在不同温度下测量了p型高阻FePS 3薄膜的电学和噪声特性。噪声谱密度是1/f -型在大多数的检查的温度范围内，但揭示了良好定义的洛伦兹凸起，并强烈增加附近的尼尔温度为118 K（f是频率）。有趣的是，噪声谱密度在温度T~200 K时达到最小值，这归因于噪声标度中两种相反趋势的相互作用-一种是半导体，另一种是具有相变的材料。洛伦兹角频率揭示了不寻常的依赖于温度和偏置电压，这表明它们的起源是不同于传统半导体中的产生-复合噪声。所得结果对反铁磁半导体在自旋电子器件中的应用具有重要意义。它们还证明了噪声光谱用于监测各种相变的能力。
2021-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl points enabling significant enhancement of thermoelectric performance in an antiferromagnetic van der Waals metal GdTe3
Key Laboratory of Material Physics, Ministry of Education, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院教育部材料物理重点实验室）；Department of Physics, State key laboratory of quantum functional materials, and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学物理系量子功能材料国家重点实验室和广东省基础研究中心量子科学卓越中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）
研究通过磁场诱导拓扑转变，发现GdTe3在13.5T磁场下功率因数达18846μW m⁻¹ K⁻¹，热电性能提升显著，揭示韦尔点对热电增强的贡献。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Twist-induced altermagnetism in a metallic van der Waals antiferromagnet
Instituto de Ciencia Molecular, Universitat de València（分子科学研究所，瓦伦西亚大学）；Departamento de Física y Geociencias, Universidad del Norte（物理与地球科学学院，北安第斯大学）
通过扭动工程在金属范德瓦尔反铁磁体中实现交替磁性，揭示了其自旋分裂和高效率纳米器件设计的潜力。
2026-02-23 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
An ab initio study of electron-hole pairs in a correlated van der Waals antiferromagnet: NiPS$_3$
最近发现的二维范德华磁体NiPS $_3$为研究二维约束下的多体准粒子提供了一条新的途径。激子是特别感兴趣的，因为它们与该材料中的磁基态的强耦合。在这里，通过使用基于第一性原理的方法，我们发现明亮的激子之间的1.4 eV至1.7 eV，类似于尖锐的相干和带边激子实验观察。分析表明，NiPS $_3$中的激子是由$d$ - $d$和电荷转移特性组成的，其中各对构型的相对比例随激子能量的变化而变化.最后，揭示了电子和空穴的波函数在空间上是分离的，电子和空穴驻留在不同的磁子晶格上。这表明所观察到的强磁激子耦合的微观起源。
2022-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Kitaev interaction and proximate higher-order skyrmion crystal in the triangular lattice van der Waals antiferromagnet NiI2
本研究针对范德华磁体NiI₂，通过中子散射、模拟与建模探究Kitaev相互作用稳定高阶斯格明子晶体的可能，构建了匹配实验磁激发的最小Kitaev-Heisenberg模型，模拟预测了高阶斯格明子晶相，指出NiI₂是邻近该相的块体Kitaev材料。
2025-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Magnetic Crossover at the Origin of the Hidden-Order in van der Waals Antiferromagnet CrSBr
范德华材料CrSBr作为一种有前途的二维磁体脱颖而出。特别是其高的磁有序温度和多功能的磁输运特性使CrSBr成为二维磁性材料新兴领域新器件的重要候选者。迄今为止，CrSBr的磁性和结构特性尚未完全阐明。在这里，我们报告详细的温度依赖性的磁性和结构特性的这种材料，全面结合中子散射，μ子自旋弛豫光谱，同步辐射X射线衍射和磁化测量。我们的证据表明，这种材料经历了一个过渡到一个A型反铁磁状态低于$T_{\rm N} \approx$ 140 K，与一个明显的二维字符推导出从确定的临界指数$β\approx $ 0.18。在我们的场致变磁转变的分析中，我们发现在这种材料中，单层内的铁磁相关性在Néel温度以上明显持续存在。此外，我们解开了低温（即$T < T_{\rm N}$）的磁性隐藏在远程磁有序状态。我们发现，这是与一个缓慢的磁波动，伴随着一个连续的重新定向的内部磁场。这些在$T_s$ $\approx$ 100 K以下冷却时发生，直到在$T$ * $\approx$ 40 K下发生自旋冻结过程。我们认为这种复杂的动态行为反映了由面内单轴各向异性驱动的磁交叉，这最终是由材料的混合阴离子特征引起的。我们的研究结果表明，CrSBr的磁性和结构特性拓宽了其作为自旋电子器件组件的潜在应用。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Lattice and magnetic structure in the van der Waals antiferromagnet VBr3
通过多晶与单晶中子衍射及精修分析，研究确定 VBr3 在 26.5 K 以下形成 k=(0,0.5,1) 的锯齿形反铁磁有序，并在 94 K 以下发生面内三重对称破缺。
2024-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging thermally fluctuating Nèel vectors in van der Waals antiferromagnet NiPS3
本文利用XMLD-PEEM对范德华反铁磁体NiPS3进行纳米级磁成像，发现低温下仍存在与晶体对称性无关的热涨落Néel矢量，并揭示其源于Ni离子弱磁晶各向异性，为磁激子峰展宽提供了解释。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-hybridization and tunable magnon-magnon coupling in van der Waals synthetic magnets
范德华磁铁是唯一的定位在二维材料，反铁磁自旋电子学和磁振子之间的交叉点。这些材料中的层间交换相互作用使得能够在GHz频率下获得反铁磁共振。因此，这些层状反铁磁体是一种有趣的材料，可以用来制造量子混合磁振子器件。在这里，我们使用一个修改后的宏自旋模型和微磁模拟，以证明一个全面的反铁磁共振谱在范德华磁体附近的磁（单层）限制。光学和声学磁振子模式的数量，以及模式频率，被发现是精致的层数敏感。我们发现了一种自杂交效应，其中发现光学或声学磁振子对通过动态交换相互作用相互作用和自杂交。这导致在能谱中特征性地避免了能级交叉。通过模拟，我们表明，通过电控制的异质结构内的表面层的阻尼的强度和避免的能级交叉的磁振子谱中的数量可以控制。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of electronic structure and optical properties of a correlated van der Waals antiferromagnet NiPS$_3$ thin film
我们研究了反铁磁电荷转移绝缘体NiPS $_3$薄膜的电、磁和光学性质的厚度依赖性。利用先进的密度泛函方法，我们发现反铁磁Zig-Zag阶数、带隙和介电张量的主峰都与相应的实验值符合得很好.在变薄后，Zig-Zag反铁磁序几乎退化为竞争的Néel序，这与拉曼光谱观察到的由于强磁场波动而导致的长程序的抑制一致。此外，由于以上$T_N$的椭圆偏振光谱测量观察到的电子带隙的鲁棒性，我们建议，带隙的持久性是由强电子相关性驱动。电子色散，有效质量，克尔角与厚度的其他系统的变化也进行了讨论。最后，施加的外部电场被发现抑制的带隙高达13%，直到沉淀的绝缘体-金属过渡在一个临界场值为$0.7$ eV/mV。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cavity-Enhanced Linear Dichroism in a van der Waals Antiferromagnet
光学双折射是广泛用于光子的过滤和分束的晶体的基本光学性质。双折射晶体同时具有线性二向色性（LD）的性质，其允许具有两种不同偏振的光的不对称传播或衰减。LD的这种性质已经从小分子到聚合物和晶体进行了广泛的研究，但很少被工程化。在这里，我们使用新发现的范德华反铁磁（AFM）绝缘体FePS 3的自旋-电荷耦合诱导大的面内光学各向异性，从而LD。我们报告说，在这个AFM绝缘体的LD是可调的光谱和幅度明智的腔耦合的函数。我们证明了近团结LD在可见光-近红外范围内的腔耦合FePS 3晶体，并推导出其色散作为腔长和FePS 3厚度的函数。我们的研究结果具有广泛的影响，使用腔调谐LD作为诊断探针强相关的量子材料，以及开辟了新的机会，小型化，片上分束器和可调谐滤波器。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Origin of High-Temperature Antiferromagnetic Order in a van der Waals Material
Morgan State University（摩根州立大学）；University of Iowa（爱荷华大学）；University of Maryland（马里兰大学）；NIST Center for Neutron Research（美国国家标准与技术研究院中子研究中心）
研究揭示新范德华材料(Fe₀.₆₅Co₀.₃₅)₄GeTe₂的高温反铁磁有序源于层选择性Fe-Co有序及Co 3d态巡游-局域二重性，该材料可用于反铁磁自旋电子学。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
