华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
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韩俊波研究员课题组在二维Fe3GeTe2磁性调控方面取得重要进展

发布日期:2020-08-18    作者:     来源:     点击:

(通讯员 张璐嫚)816日,《先进材料》(Advanced Materials)在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心韩俊波研究员课题组题为《范德瓦尔斯异质结中近邻效应导致的矫顽场和居里温度提升》(Proximity-Coupling-Induced Significant Enhancement of Coercive Field and Curie Temperaturein 2D Van der  Waals Heterostructure)的论文。我校为论文第一完成单位,中心2018级博士生张璐嫚、光电学院研究生黄鑫宇为论文共同第一作者,韩俊波研究员、光电学院叶镭副研究员为论文共同通讯作者,中心博士后戴宏伟、程辉及博士生王明山等人参与了相关工作。

近年来,二维磁性材料因在自旋电子学和磁存储等方面具有重要应用前景受到广泛关注。已发现的本征二维铁磁性体临界温度普遍非常低,因此,如何提高现有二维磁性材料的居里温度对其在磁存储器件中的应用十分关键。相比于外场调控,铁磁/反铁磁界面近邻效应调控是一种无需额外能耗的有效调控方式。

该工作系统研究了机械剥离的二维FePS3Fe3GeTe2晶体及其异质结的磁学性能。结果显示,双层反铁磁/铁磁异质结和三层反铁磁/铁磁/反铁磁异质结由于近邻耦合效应表现出交换偏置现象,其矫顽场相较于纯的Fe3GeTe2增强一倍以上,居里温度提高了30K左右(如图1)。该研究表明,铁磁/反铁磁近邻耦合效应可以有效调控二维材料的磁性,为未来研制基于二维磁性材料的室温自旋电子学器件提供了一种新的方向。

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1 Fe3GeTe2FePS3/Fe3GeTe2异质结的克尔旋转角随温度变化曲线。

该项研究的实验基于国家脉冲强磁场科学中心的低温显微磁光克尔测量装置和脉冲强磁场磁特性测量装置完成。其中,利用磁特性测量装置获取了FePS3晶体的磁相变特性数据,为建立FePS3/Fe3GeTe2界面耦合模型提供了有力的实验支撑(如图2)。

2 FePS3晶体在不同温度下的磁化曲线。

该研究工作得到了国家自然科学基金(117041386170064111404124)的支持。国家脉冲强磁场科学中心夏正才教授和物理学院傅华华副教授在反铁磁/铁磁异质结磁结构分析方面给予了有益帮助。


论文链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202002032