【前言】

    若在二維分子晶體中實(shí)現(xiàn)長程鐵磁有序，結(jié)合材料本身優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，可推動其在磁性、磁電、磁光領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)Mermin-Wagner定理，在二維體系中，長程有序磁性會受到熱擾動的強(qiáng)烈抑制；然而，這些熱擾動可通過磁各向異性進(jìn)行抵消。早先研究主要基于缺陷、成分或是鄰近效應(yīng)，僅僅在局部或非本征的引入磁響應(yīng)，沒有得到明顯的改善。

    【成果簡介】

    美國加州大學(xué)伯克利分校的張翔院士（美國國家工程院院士、臺灣中央研究院院士）、雷干城院士（美國國家科學(xué)院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士）和Jing Xia（共同通訊作者）等人借助掃描磁光克爾顯微鏡揭示了Cr2Ge2Te6原子層中本征的長程鐵磁有序性。在這個軟磁、二維分子鐵磁體材料中，利用很小的磁場（小于0.3 T），首次實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)變溫度（鐵磁和順磁狀態(tài)間發(fā)生轉(zhuǎn)變時的溫度）的調(diào)控，與磁場下、三維體系材料轉(zhuǎn)變溫度的不敏感性有明顯的對比。同時發(fā)現(xiàn)施加非常小的磁場時，較不施加狀態(tài)的磁晶各向異性，將會導(dǎo)致更大的有效各向異性，開放更大的自旋波激發(fā)間隙。利用重整化的自旋波理論對所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析，推斷在二維鐵磁分子晶體中，轉(zhuǎn)變溫度與磁場間的關(guān)系是其本征的特異性。Cr2Ge2Te6是一種近于理想的二維Heisenberg鐵磁體，因而對于研究根本的自旋行為、打開新領(lǐng)域的研究如超集成型自旋電子設(shè)備有著很大的意義。相關(guān)研究成果于北京時間2017年4月27日發(fā)表于Nature期刊。

    【圖文解讀】

    圖一、二維和三維體系自旋波激發(fā)的原理圖示

     圖二、Cr2Ge2Te6雙分子層的鐵磁性檢測、薄層及塊體Cr2Ge2Te6晶體的溫度-克爾旋轉(zhuǎn)圖

    圖三、6層分子Cr2Ge2Te6晶體單疇鐵磁滯回線

     圖四、薄層Cr2Ge2Te6晶體中磁場調(diào)控轉(zhuǎn)變溫度

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