Multiple Topological Magnetism in van der Waals Heterostructure of MnTe2/ZrS2
低维系统的拓扑磁性在凝聚态物理和材料科学中具有重要的基础和实际意义。在这里，使用第一性原理和蒙特卡罗模拟，我们提出了多拓扑磁性（即，Skyrmion和bimeron）可以在MnTe_2ZrS_2的范德华异质结构中存活。由于层间耦合，MnTe_2ZrS_2具有较大的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用。这与铁磁交换相互作用相结合，产生了一个有趣的skyrmion相组成的亚10 nm的磁性skyrmion下的一个微小的磁场为75 mT。同时，在小电场作用下，MnTe 2 ZrS 2中也出现了磁性双重子，表明存在多重拓扑磁性.通过层间滑动，这两种拓扑自旋纹理可以打开-关闭，这表明它们的堆叠依赖的字符。此外，还揭示了d和Keff对这些自旋织构的影响，并用一个无量纲参数来描述它们的联合作用。这些探索的现象和见解不仅对拓扑磁性的基础研究有用，而且还使纳米器件的新应用成为可能。
2022-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Progress and Prospects in Two-Dimensional Magnetism of van der Waals Materials
Department of Physics, University of Michigan（密歇根大学物理系）
本文综述了范德华材料中二维磁性的基本概念、历史发展、最新进展及未来研究方向。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Optical Spin Sensing and Metamagnetic Phase Control in the 2D Van der Waals Magnet Yb3+-Doped CrPS4
University of Washington（华盛顿大学）；Swarthmore College（斯沃斯莫尔学院）
研究Yb³+掺杂CrPS4的光学与自旋特性，揭示自旋-光相互作用及磁序对光谱的影响，实现光驱动的自旋翻转相变。
2025-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Layer-Selective Non-Reciprocal Electric-Field Switching of Magnetism in van der Waals Heterostructure Multiferroics
本研究构建CrI3/α-In2Se3范德华异质结构多铁材料，实现层选择性非互易电场调控磁性，为多级存储和类脑计算提供新途径。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Tunable interlayer magnetism and band topology in van der Waals heterostructures of MnBi2Te4-family materials
控制范德华磁性材料和异质结构的层间磁耦合是调整其磁性和电子性质以用于各种电子应用和凝聚态物理基础研究的关键。以MnBi_2Te_4族化合物及其异质结构为模型体系，采用第一性原理计算，系统地研究了层间磁耦合的符号和强度对组成元素的依赖关系.结果表明，这种耦合是由相邻七层磁性原子之间的p轨道链介导的长程超交换相互作用。层间交换在纯化合物中总是反铁磁性的，但在某些异质结构的组合中可以被调谐为铁磁性的，由d轨道占据决定。如果中间p电子离域，磁性原子的d带位于费米能级附近，则可以实现较强的层间磁耦合。对层间耦合机制的了解使我们能够设计MnBi2Te4系列材料以及许多其他绝缘范德华磁性材料和异质结构的磁性和拓扑性质。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signature for Local-moment Magnetism in van der Waals Ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
范德华铁磁体Fe $_3$ GeTe $_2$由于其复杂的磁性、电子学和拓扑学性质，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，使用高分辨率角分辨光电子能谱，我们系统地研究了体材料Fe $_3$ GeTe $_2$的电子结构的温度演化。我们观察到很大程度上分散的能带，缩小了1.6的因素相比，从头计算。当加热到225 K附近的铁磁转变时，我们观察到在大的能量范围内准粒子相干性的大量减少，这归因于系统中增强的磁涨落。值得注意的是，电子带几乎没有随着温度的升高而移动，这偏离了巡回斯通纳模型中的交换分裂图。我们认为，本地磁矩发挥了至关重要的作用，铁磁性的Fe $_3$ GeTe $_2$，尽管它的强烈巡回性质。我们的研究结果提供了重要的洞察力的电子和磁性的Fe $_3$ GeTe $_2$和阐明的一般理解巡游磁性相关材料。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of spin magnetism, orbital magnetism, and atomic structure in layered van der Waals ferromagnet VI$_3$
最近发现的层状范德华材料VI $_3$的铁磁性引起了人们的广泛关注。尽管取得了实质性进展，但在以下重要方面尚未达成共识：（i）易磁化轴可能偏离VI $_3$层的法线，（ii）V原子可能不等价，（iii）V磁矩的值。理论工作中不同的结论的传导性质的系统，价值和作用的V轨道的时刻。据我们所知，没有理论工程解决问题（一）和（二），只有一个工作处理的价值降低的V时刻。通过将对称性参数与密度泛函理论（DFT）和DFT+ $U$计算相结合，我们已经表明，Phys. Rev. B { \bf 99}，041402（R）（2019）中报道的晶体结构的反二聚变形必然导致易轴偏离VI $_3$层的法线，与实验结果密切相关。反二聚化伴随着反转对称性的破缺导致了V原子的不等价性。我们的DFT+U计算得到了V原子的大值0.8μ_B$，导致总V矩降低，这与许多实验结果以及Phys.Rev.Bbf101，100402（R）（2020）中提出的物理图像一致。我们得到了大的原子内非共线的V自旋和轨道的时刻揭示强烈的竞争效应所导致的现场电子相关，自旋轨道耦合，和原子间的杂化，因为纯原子内效应导致共线的自旋和轨道的时刻。我们的计算证实了强磁弹性耦合的实验结果，揭示了磁性对原子结构扭曲的强烈依赖性。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Control of both Magnetism and Polarization in a van der Waals Ferromagnet/Ferroelectric Heterostructure
基于第一性原理计算提出 Fe₃GaTe₂/In₂Se₃ 多铁异质结构，通过间隙 Fe 原子诱导的界面杂化显著增强垂直磁各向异性并调控极化。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and magnetoelastic effect in 2D van der Waals multiferroic CuCrP2S6
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究了二维范德华多铁体CuCrP2S6的基态磁性和磁场演化，揭示了其磁序与磁弹性耦合效应，为未来磁电研究奠定基础。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and Spin Dynamics in Room-Temperature van der Waals Magnet Fe$_5$GeTe$_2$
二维（2D）范德瓦尔斯（vdWs）材料最近引起了很多关注。然而，这些材料中的大多数具有远低于室温的居里温度，使得将它们纳入器件应用具有挑战性。本工作合成了室温vdW磁性晶体Fe $_5$ GeTe $_2$，居里温度T $_c = 332$ K，并利用振动样品磁强计（VSM）和宽带铁磁共振（FMR）谱研究了其磁性。实验中沿c轴（H $\parallel$ c）和ab平面（H $\parallel$ ab）施加外磁场，温度范围为300 K ~ 10 K。我们发现H $\parallel$ c和H $\parallel$ ab病例之间存在相当大的Landé g因子差异。在这两种情况下，Landé g因子值偏离g = 2。这表明轨道角动量对磁矩的贡献。铁磁共振测量表明，Fe $_5$ GeTe $_2$具有与坡莫合金相当的阻尼常数。随着温度的降低，线宽变宽。结合VSM数据，我们的测量结果表明Fe $_5$ GeTe $_2$在较低温度下从铁磁转变为亚铁磁.我们的实验突出了关键信息的磁性状态和自旋散射过程中的Fe $_5$ GeTe $_2$，促进理解磁性的Fe $_5$ GeTe $_2$，导致实现的Fe $_5$ GeTe $_2$为基础的室温自旋电子器件。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Harnessing van der Waals CrPS4 and Surface Oxides for non-monotonic pre-set field induced Exchange Bias in Fe3GeTe2
本研究构建CrPS₄/(O-FGT)/Fe₃GeTe₂范德华异质结，通过反常霍尔测量发现140K以下交换偏置随温度非单调变化，揭示表面氧化层主导相为亚铁磁Fe₃O₄且其交换偏置受CrPS₄层调控，为范德华异质结交换偏置的定制调控提供了依据。
2024-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Layer-dependent magnetism and spin fluctuations in atomically thin van der Waals magnet CrPS4
本研究通过纳米级量子传感与成像，揭示了原子级薄范德华磁体CrPS4的层数依赖磁性及自旋涨落，并展示了其异质结构中的巨大隧穿磁电阻，凸显其在二维自旋电子器件中的应用潜力。
2023-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field control of magnetism in few-layered van der Waals magnet
利用静电门技术操纵量子态是纳米电子学中许多模型系统的研究热点。当涉及到控制电子自旋的问题时，更具体地说，系统的磁性，用电场调谐已被证明是难以捉摸的。近年来，磁性层状半导体由于其新的物理现象而引起了人们的广泛关注。然而，在基于它们的栅极可控磁性的演示中仍然存在挑战。在这里，我们表明，通过离子门控，可以观察到强场效应在几层半导体Cr $_{2}$ Ge $_{2}$ Te $_{6}$设备。在不同的栅极掺杂，在所研究的设备中的微区克尔测量表明可调谐的磁化循环低于居里温度，这是暂时归因于自旋极化的能带结构的力矩重新平衡。我们在范德华磁体中的电场控制磁性的发现为新一代磁存储器、传感器和自旋电子学的潜在应用铺平了道路。
2018-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of magnetism in bilayer CrI$_{3}$ by an external electric field
最近发现了二维（2D）范德华材料中的内禀铁磁性[1，2，3]。单层三碘化铬（CrI3）是铁磁性的，而双层结构据报道是反铁磁性的，此外，外部电场会改变其磁相[4]。我们研究了自然界中发现的两种叠层CrI3双层膜，发现其中一种膜的磁相确实可以通过外加电场来调节，而另一种膜仍然是铁磁的。我们用从头计算模拟了这些结果，并用一个简单的模型解释了它们，该模型基于与不同自旋相关的带的刚性位移。该模型可应用于类似的双层范德瓦尔堆叠绝缘反铁磁体。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism, symmetry and spin transport in van der Waals layered systems
越来越多的原子层状磁性材料的发现，以及已经建立的强自旋轨道耦合（SOC）和拓扑系统的庞大目录，要求一些指导原则，以定制和优化新的自旋输运和光学性质在其界面。在这里，我们重点介绍这两个领域的最新发展，这些发展使它们更加紧密地联系在一起，并使它们成为未来富有成效的协同作用的成熟因素。在概述了范德华（vdW）磁性和SOC效应的基本原理之后，我们讨论了它们的共存，操纵和竞争如何最终建立新的方法来设计强大的自旋纹理，并驱动基于2D材料的vdW异质结构中自旋电流和磁化切换的产生和动态。基于我们对现有实验结果和理论考虑的分析，我们得出了一个前瞻性的分析交织的磁性和自旋-轨道力矩（SOT）现象如何结合在界面定义良好的对称性，以及这如何决定的性质和数字的优点SOT和角动量转移。这将在设计利用具有自旋自由度的2D材料的独特性质的未来非易失性存储器器件中起指导作用。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
"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
Interface-enhanced ferromagnetism with long-distance effect in van der Waals semiconductor
在二维（2D）材料中发现的铁磁半导体为高度集成和多功能的自旋电子学开辟了一条途径。现有的二维铁磁半导体材料的居里温度（TC）非常低，其磁调制效应与二维金属材料相比非常有限。发现界面效应有效地操纵三维磁性，为定制2D磁性提供了独特的机会。在这里，我们表明，二维铁磁半导体Cr2 Ge 2 Te 6的TC可以提高130%（从~65 K到150 K以上），当相邻的钨层。界面W-Te键合有助于TC增强，具有强的垂直磁各向异性（PMA），保证了在150 K下低电流密度下通过自旋轨道转矩的有效磁化切换。与传统磁体中的快速衰减不同，由于2D磁体固有的弱层间耦合，界面效应对Cr2 Ge 2 Te 6厚度和长距离效应（超过10纳米）具有弱依赖性。我们的工作不仅揭示了二维材料中独特的界面行为，而且将这一过程推向了实用的二维自旋电子学。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Neutron diffraction study of magnetism in van der Waals layered MnBi$_{2n}$Te$_{3n+1}$
最近发现二维van der Waals MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$（n = 1，2，3，4）化合物是内禀磁性拓扑绝缘体，具有量子反常霍尔效应和多种拓扑态。本文对该类化合物的晶体结构和磁性结构进行了总结和比较，并讨论了化学成分对其磁性的影响。我们发现，相当一部分的Bi占据在Mn网站在MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$（n = 1，2，3，4），而Mn是没有检测到的非磁性原子网站内的中子衍射实验的分辨率。Mn的占有率随n的增大而单调减小。对具有代表性的MnBi $_{4}$ Te $_{7}$的极化中子衍射表明，其磁化强度仅在Mn位上积累，与非极化中子衍射的结果一致. Bi在Mn位的缺陷自然地解释了从n = 1到n = 4的连续降低的饱和磁矩。实验估计的临界指数的所有化合物一般建议的三维字符的磁性。我们的工作提供了材料特定的结构参数，可能是有用的能带结构计算，以了解所观察到的拓扑表面状态和设计量子磁性材料通过化学掺杂。
2021-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Magnetic Transition to a Singlet Ground State in a 2D Van der Waals Layered Trimerized Kagomé Magnet
将磁性转化为二维（2D）范德华（VdW）异质结构对于功能电子和磁性器件的发展至关重要。在这里，我们表明，Nb 3X 8（X = Cl，Br）是一个家庭的2D层状三聚kagomé磁铁是顺磁性在高温下，并进行一级相变冷却到单重态。X射线衍射表明，VdW堆积的重排伴随着磁性转变，其高温和低温相与端元α-Nb 3Cl 8和\b{eta} -Nb 3Br 8的STEM图像一致。该转变的温度在Nb 3Cl 8-xBrx（x = 0-8）固溶体中系统地变化，其中x = 6具有接近室温的转变。固溶体也改变了光学性质，其进一步由相变调制。因此，它们提供了一个平台，在这个平台上可以理解和利用VdW材料中维度、磁性和光电行为之间的相互作用。
2019-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable moiré magnetism in twisted double bilayers of chromium triiodide
本文报道了CrI3扭转双双层中电可调的莫尔磁性，通过磁光克尔显微镜观测到反铁磁与铁磁共存，并展示了电压辅助磁翻转，实现了对磁态的多种调控。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Theory of magnetism in the van der Waals magnet CrI3
本文研究了范德华磁体CrI 3各向异性铁磁性的微观起源。我们的结论是最近邻交换很好地描述了海森伯-Kitaev-Gamma（HKGamma）模型，我们还发现了一个非零的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（）上的下一个最近邻。众所周知，Kitaev和Kazakhstan都能在蜂窝晶格中产生一个非平凡的磁振子拓扑结构，并分别用于描述这种材料的低能态。我们讨论，包括一个或另一个导致不同的符号的陈数。此外，在K点的拓扑间隙似乎主要是产生的，尽管它是一个数量级小于Kitaev。最后，我们表明，通过施加一个外部电场垂直于晶面，它是可能的，以诱导最近的邻居，这可能会产生后果，在非共线的自旋纹理，如畴壁和skyrmions。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Anisotropy in Two-dimensional van der Waals Magnetic Materials and Their Heterostructures: Importance, Mechanisms, and Opportunities
本文综述了二维范德华磁性材料中磁各向异性的重要性、基本机制及调控方法，旨在推动室温自旋电子学应用的发展。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Probing magnetism in 2D van der Waals crystalline insulators via electron tunneling
磁性绝缘体是下一代自旋电子学和拓扑器件的关键资源。层状金属卤化物家族有望成为绝缘多铁性、自旋液体和铁磁体，但需要新的表征方法来释放它们的潜力。在这里，我们报告隧穿作为温度和施加的磁场的函数通过层状磁性绝缘体CrI3。我们电学上探测到了磁基态和层间耦合，并观察到了场致变磁转变。双层、三层和四层CrI3势垒的变磁转变导致磁阻分别为95%、300%和550%。我们进一步测量我们的结的非弹性隧穿谱，揭示了丰富的光谱集体磁激发（磁振子）CrI3。我们的研究结果建立了垂直隧穿作为一个多功能的探针磁性原子薄绝缘体。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of an anisotropic Griffiths phase in a two-dimensional van der Waals magnet
Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）
研究发现二维范德华磁体Fe₅GeTe₂中存在自插层驱动的高度各向异性格里菲斯相，其磁响应具方向依赖性，为无序驱动的低维磁学研究提供了新平台。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin and Magnetism in 2D Materials
本文综述了近年来二维材料的自旋和磁性研究进展，包括石墨烯、过渡金属二硫属化合物和二维磁体。我们还讨论了挑战和前景的自旋电子学与二维范德华异质结构的未来。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observations of chiral spin textures in van der Waals magnet Fe3GeTe2 nanolayers
在二维范德华（vdW）磁体中，磁有序、强自旋轨道耦合和界面不对称性的存在是形成手征自旋织构的关键因素。然而，vdW磁体中手征磁性的实验证据仍然难以捉摸。在这里，我们明确地证明了形成手性自旋纹理薄Fe 3GeTe 2纳米片使用先进的磁电子显微镜和第一性原理计算。具体来说，电子全息分析揭示了在低温下20 nm厚的Fe 3GeTe 2纳米片中Néel型零场稳定skyrmion的自旋配置。原位洛伦兹透射电子显微镜测量进一步提供了详细的手性自旋纹理，包括螺旋和skyrmions在Fe 3GeTe 2作为温度的函数，施加磁场和试样厚度的磁相图。第一性原理计算揭示了Te/Fe 3Ge/Te片层中有限的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致Fe 3GeTe 2中的自旋手性。我们发现的自旋手征的原型vdW Fe 3GeTe 2开辟了新的机会，研究手征磁性的二维vdW磁体从基础和应用的角度。
2019-07-19 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
On the origin of the above-room-temperature magnetism in the 2D van der Waals ferromagnet Fe$_3$GaTe$_2$
本文通过第一性原理计算揭示二维范德瓦尔斯铁磁体Fe$_3$GaTe$_2$室温以上磁性的微观起源，强调面内铁磁交换作用的关键作用，并预测单层稳定性及应变和掺杂调控潜力。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic frustration in a van der Waals metal CeSiI
在金属范德华（vdW）耦合材料中实现磁阻挫一直被视为一个有前途的平台，以探索新的现象，无论是在散装物质和剥离设备。然而，到目前为止，一直缺乏合适的材料平台。在这里，我们证明了CeSiI主机巡回电子共存的异国情调的磁性。在CeSiI中，磁性铈原子形成夹在范德华堆叠的碘层之间的三角形双层结构。从电阻率和磁强计测量，我们证实了巡游电子与磁性的共存与占主导地位的反铁磁交换之间的强Ising的Ce时刻低于7 K。中子衍射直接证实了1.6 K时的磁序，其无公度传播矢量k ~（0.28，0，0.19），表明了该系统中进一步邻磁相互作用的重要性。沿c轴的两步磁场诱导相变的存在进一步表明在基态的磁阻挫。我们的研究结果提供了一个新的材料平台托管的巡游电子和沮丧的磁性共存的vdW系统，在那里产生的奇异现象，在低维自旋，电荷和晶格之间的丰富的相互作用，可以探索。
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gate-tunable ferromagnetism in a van der Waals magnetic semimetal
本研究利用离子栅控技术调控范德华磁性半金属 Cr3Te4 的电子掺杂，发现居里温度、磁各向异性及霍尔效应符号同步非单调演化，揭示其磁性受半金属能带交叉点支配。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall 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
Controlling Magnetism in the 2D van der Waals Antiferromagnet CrPS$_4$ via Ion Intercalation
本文利用第一性原理计算研究Li$^+$和TBA$^+$插层对二维反铁磁半导体CrPS$_4$电子与磁性能的调控，发现插层可引发半导体-金属转变、改变磁基态并显著提升有序温度，为二维磁性材料设计提供通用方法。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Helicity-Dependent Spin-Phonon Oscillations in the Ferromagnetic van der Waals Crystal CrI3
发现二维（2D）系统托管内禀长程磁序代表了一个开创性的除了丰富的物理景观的范德华（vdW）材料。CrI 3可能是最突出的例子，因为晶体结构和磁序的相互依赖性以及强烈的光-物质相互作用提供了一个很有前途的平台，可以探索在2D极限下对磁性，振动和电荷自由度的光学控制。然而，结构和磁性之间的这种关系如何在其内在时间尺度上表现出来的基本问题很少被探索。在这里，我们使用超快光学光谱探测CrI 3中的磁性和振动动力学，揭示了由自旋翻转散射和显着的退磁动力学，晶格振动和自旋振荡之间的强瞬态交换介导的相互作用。后者产生一个相干的自旋耦合的声子模式，是高度敏感的驱动脉冲的螺旋在磁有序相。我们的研究结果揭示了vdW磁体在超快时间尺度上的自旋-晶格耦合的性质，并突出了它们在纳米级需要非热，高速控制磁性的应用中的潜力。
2020-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Antiferromagnets: From Early Discoveries to Future Directions in the 2D Limit
Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系）
本文综述了范德瓦耳斯反铁磁体从早期发现到二维极限中的发展，探讨了其在低维磁性和量子材料相互作用中的应用前景。
2026-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New Research Trends in Electrically Tunable 2D van der Waals Magnetic Materials
最近发现的二维（2D）范德华（vdW）磁性材料为基础科学和技术应用提供了新的、前所未有的机会。与三维（3D）磁系统不同，vdW磁性的电操纵（例如，磁化状态、磁各向异性、磁有序温度）下降到环境条件下的单层极限使得能够实现高效率操作和低能耗，这具有彻底改变自旋电子学、自旋热电子学和谷电子学领域的潜力。本文深入分析了从金属到半导体和异质结构的各种2D vdW磁性系统的磁功能电操纵的最新进展、新出现的机遇和技术挑战。在这些二维vdW磁系统中，对磁电调制机制的最新理解将推动未来的研究在自旋电子学、自旋热电子学、谷电子学和量子计算中的新应用。
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Fermionic Order by Disorder in a van der Waals Antiferromagnet
CeTe 3是研究范德华耦合金属巡游磁性的一个独特平台。尽管化学压力是一个很有前途的途径，以提高量子涨落在该系统中，化学压力对Ce 3+（4f 1）状态的影响是缺乏系统的研究。在这里，我们报告了一系列的Se掺杂的CeTe 3单晶的成功生长。我们发现了一个波动驱动的奇异磁旋转从通常的易磁化轴有序到一个不寻常的难磁化轴有序。与定域磁系统不同，近临界磁系统在增强磁涨落的同时，也增强了巡游性。因此，看似不稳定的难磁化轴有序出现通过动能增益，与增强的磁涨落（无序）的自洽观察。据我们所知，在vdW材料中首次观察到了费米子系统中的这种有序-无序过程。我们的发现打开了一个独特的实验平台，直接可视化丰富的准粒子费米表面变形与费米有序无序过程。此外，通过进一步调整量子涨落来寻找新出现的奇异相位被认为是一个有前途的未来挑战。
2020-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent 3D Fermiology and Magnetism in an Intercalated Van der Waals System
University of L’Aquila（拉奎拉大学）；CNR-SPIN L’Aquila（意大利国家研究委员会自旋物理研究所拉奎拉分部）；Univ Rennes, CNRS, Institut des Sciences Chimiques de Rennes-UMR6226（雷恩大学，法国国家科学研究中心，雷恩化学科学研究所）；Synchrotron SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）；CNR-Istituto di Struttura della Materia (CNR-ISM)（意大利国家研究委员会物质结构研究所）；Swiss Light Source, Paul Scherrer Institute（瑞士光源，保罗谢勒研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；MAX IV Laboratory, Lund University（隆德大学马克四实验室）
通过Fe插层TaS₂研究发现，插层诱导的电子它inerancy改变了层间磁交换机制，揭示了电子结构与磁序之间的直接联系。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gate-tunable Exchange Bias and Voltage-controlled Magnetization Switching in a van der Waals Ferromagnet
本文在垂直磁化的全范德华FGT/O-FGT/hBN异质结构中实现了交换偏置效应的双向电压调控，观测到高EB幅值与阻塞温度，还展示了栅极电压控制的磁化翻转，为先进自旋电子器件提供了新途径。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Natural van der Waals heterostructural single crystals with both magnetic and topological properties
同时具有磁性和拓扑结构的异质结构是实现奇异拓扑量子态的理想材料，但在合成和工程上具有挑战性。在这里，我们报告的自然磁性范德华异质结构（MnBi2Te4）m（Bi2Te3）n，表现出可控的磁性，同时保持其拓扑表面状态。随着磁性层间距的增加，层间反铁磁交换耦合逐渐减弱，在低于5 K时观察到与磁化强度耦合良好的反常霍尔效应，表现出铁磁磁滞现象。所获得的具有原子级尖锐界面和内禀磁性的均匀异质结构将成为研究量子反常霍尔效应、轴子绝缘体态和拓扑磁电效应的理想平台。
2019-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect mechanisms in quasi-2D van der Waals ferromagnet Fe0.29TaS2
近年来二维范德华铁磁体的出现为研究平面磁性和设计基于二维铁磁体的自旋电子学器件提供了一个新的平台。尽管人们对二维范德华铁磁体的反常霍尔效应（AHE）机制进行了深入的研究，但至今还没有人对其进行过深入的研究。本文通过对厚度从14 nm到大块单晶的Fe_（0.29）TaS_2器件的系统测量，研究了准二维范德华铁磁体Fe_（0.29）TaS_2的AHE机制。通过反常霍尔电导率和沟道电导率之间的标度关系研究了AHE机制。随着Fe0.29TaS2薄膜厚度的减小，AHE的主要机制由非本征散射转变为本征贡献。交叉的AHE机制被发现是高度相关的沟道电导率作为Fe 0.29TaS2的厚度变化。
2019-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Artificially creating emergent interfacial antiferromagnetism and its manipulation in a magnetic van-der-Waals heterostructure
本文在铁磁/反铁磁范德华异质结界面发现由电荷转移诱导的涌现界面反铁磁性，表现为反常霍尔回线中的中间电阻平台，并揭示其在压力下可稳定调控、超过10 GPa后崩塌的演化规律。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Built-in Electric-Field-Control of Magnetic Coupling in van der Waals semiconductors
二维半导体中磁性的电控制对于新兴的纳米级低耗散自旋电子器件具有极大的兴趣。在这里，我们提出了一种通用的方法，通过超原子离子的吸附产生的内置电场调谐磁耦合和范德瓦尔斯（vdW）的二维磁性半导体的各向异性。利用第一性原理计算，我们预测了当二维半导体被超原子阳离子和阴离子夹在中间时，铁磁（FM）耦合的显著增强和磁各向异性的巨大变化.内建的电场直接影响磁耦合，提高了介导配体轨道的能级，增强了超交换相互作用。这些发现将是感兴趣的离子门控控制的铁磁体和磁电子学的基础上VDW 2D半导体。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Unexpected Anisotropic Mn-Sb Anti-site Distribution and Van der Waals Epitaxy of MnSb2Te4
本研究发现MnSb2Te4中反位分布的各向异性，并通过范德瓦尔 epitaxy 方法在非晶SiOx上生长薄膜，探索其拓扑与磁性结合的潜力。
2026-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Emerging orthorhombic two-dimensional van der Waals magnets
本文展望了一类具有低对称性畸变晶体场和强各向异性正交晶格的二维范德华磁体，以CrSBr等为例分析了其候选材料、涌现性质与调控手段，并指出其有望实现更丰富的磁相及磁光、光磁和自旋电子器件应用。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall 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
Evolution of magnetic phase in two dimensional van der Waals Mn$_{1-x}$Ni$_x$PS$_3$ single crystals
金属硫代（硒代）磷酸盐MPX $_3$由于具有宽禁带和丰富的磁性而引起人们的广泛关注。在该系列中，两个相邻成员MnPS $_3$和NiPS $_3$在磁性原子、磁易轴、自旋各向异性以及最近邻磁相互作用方面不同。这些成分之间的竞争可能会引起有趣的物理现象。本文报道了Mn $_{1-x}$ Ni $_x$ PS $_3$系列化合物的磁性演化。尽管两个端元的反铁磁序是不相容的，但在整个替代区反铁磁仍以基态形式存在。磁有序温度$T_{\rm N}$呈现非单调的V型行为，在x=0.5处观察到重入自旋玻璃相。另外，$T_{\rm N}$在x=0.75时出现了反常的分叉，这可能是由于温度依赖的自旋重取向或相分离。通过密度泛函理论计算，进一步半定量地证实了磁性的演化。我们的研究表明，当这些低维系统中涉及多个自由度时，可以引起奇异磁性的兴趣，这需要在未来进行更深入的微观研究。
2022-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room Temperature Anisotropic Photoresponse in Low-Symmetry van der Waals Semiconductor CrPS$_4$
Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所）
研究揭示了CrPS₄在室温下具有显著的光学和光电各向异性，源于光偏振与内在晶体对称性的强耦合，为极化敏感的光电探测器和各向异性光传输提供新平台。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensional Crossover Tuned by Pressure in Layered Magnetic NiPS3
层状磁性过渡金属硫代磷酸盐NiPS 3具有独特的二维磁性和电子行为。电子能带结构和相应的磁性状态对层间相互作用敏感，可以通过外加压力进行调节。在这里，我们报告了一个绝缘体-金属转变伴随着磁崩溃在2D-3D的结构中的流体静压引起的交叉。通过从头算模拟和高压XRD及Raman光谱数据证实了从单斜（C2=m）到三方（P-31 m）的两阶段相变，对应于沿a轴的逐层滑移机制.温度相关电阻测量和室温红外光谱表明，在20 GPa附近发生了绝缘体-金属转变以及磁性崩塌，低温拉曼测量和理论计算进一步证实了这一点。这些结果建立了结构变化、电输运和磁相变之间的强相关性，扩展了我们对层状磁性材料的理解。
2020-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Viewpoint: On the Emergence of van der Waals Magnets: A Personal Reflection
Seoul National University（首尔大学）
本文通过个人反思，探讨了2016年发现原子薄范德瓦尔反铁磁体的过程，以及其对二维物理发展的影响。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and Piezoelectricity in Stable Transition Metal Silicate Monolayers
具有铁磁性和压电性的二维范德华（2D vdW）材料受到越来越多的关注。尽管到目前为止已经报道了许多2D材料是铁磁性的，但是开发空气稳定且可转移的多铁性vdW材料一直具有挑战性。为了解决这个问题，我们报告了我们的工作，层状过渡金属硅酸盐的高岭石和利扎石的衍生物与过渡金属取代Al $^{3+}$和Mg $^{2+}$网站使用从头计算。使用密度泛函理论（DFT），我们表明这些化合物在不同的O $_2$分压下是稳定的，并且可以使用表面辅助方法合成。我们表明，这些材料具有有限的平面外的压电响应由于缺乏反演对称性，也可以定制为亚铁磁与非零净力矩。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci
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
Ferroelectric metals in van der Waals bilayers
提出一种基于范德华相互作用、由非极性金属单层构建二维铁电金属的通用方案，并通过FeSe和H-MnTe2的第一性原理计算验证层间滑动极化反转及多铁性。
2024-04-06 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
