二维反铁磁异质结构中界面铁磁性的发现

范德华(vdW)磁体及其异质结构已成为探索奇异磁序和量子现象的新平台。

然而，结合两种不同的磁性顺序并研究界面处的磁性接近度在很大程度上仍未得到探索。这样做可以实现磁相互作用的调制并建立奇异的磁相和特性。

现在，一个由来自日本、美国、丹麦和中国的研究人员组成的国际团队研究了分别具有垂直和面内磁各向异性的层状反铁磁体CrI3和CrCl3的异质结构，并在《自然》杂志上报告了他们的发现2022年12月15日的通讯。

该团队由东北大学高等材料研究所(WPI-AIMR)首席研究员YongP.Chen教授领导。陈还是普渡大学和丹麦奥胡斯大学的教授。在陈实验室工作的WPI-AIMR助理教授程光辉博士进行了这项研究的实验。

Chen和他的团队使用磁光克尔效应显微镜来表征低至几个原子层的磁性行为。

“值得注意的是，当将这两种反铁磁体放在一起时，我们观察到出现了界面铁磁性，其临界温度甚至高于两种组成材料，”陈说。

该小组证明，在靠近CrI3的CrCl3层中建立了面外磁序。界面磁性显示出显着增强的电场可调谐性，与之前研究的栅极可调谐vdW磁体器件(例如双层CrI3中的掺杂主导控制)形成鲜明对比。新颖的可调性归因于异质结构的自然破坏结构反转对称性，允许前所未有的直接自旋电荷耦合。

“这些发现指出了探索奇异磁相和设计vdW异质结构中新型自旋电子器件的令人兴奋的机会，”Chen补充道。