Nat. Mater.：二维磁性半导体中磁序与电荷传输的耦合
芣苢
2022-05-08
具有可调电传输特性的半导体和具有可调自旋构型的磁体构成了许多信息技术的基础。一个长期存在的挑战是实现整合和连接这两种不同特性的材料。二维 (2D) 材料提供了实现这一概念的平台，但已知的二维磁性半导体在其磁相中是电绝缘的。近日，哥伦比亚大学Xavier Roy，Cory R. Dean等证明了二维半导体CrSBr磁相内的可调电子传输，并揭示了其磁序和电荷传输之间的强耦合。
本文要点：
1）每个CrSBr层由两个融合在一起的弯曲的CrS矩形平面组成，两个表面都被Br原子覆盖。CrSBr层沿c轴堆叠产生正交结构，具有Pmmn空间群。
2）热容量和磁化率测量表明，在特征温度(Tc = 160 K)下，Néel温度(TN = 132 K)上，顺磁到反铁磁相变包括巨大层内顺磁相关性。在TN以下，CrSBr层以铁磁方式排列，自旋沿 b 轴取向，并沿堆叠方向以反铁磁方式排列。
3）CrSBr 晶体可以机械剥离，二次谐波产生研究证实，体磁结构持续到顺磁单层和反铁磁双层。
Evan J. Telford, et al. Coupling between magnetic order and charge transport in a two-dimensional magnetic semiconductor. Nat. Mater., 2022
DOI: 10.1038/s41563-022-01245-x
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01245-x
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