于霆课题组在Nanoscale上以Strong and reciprocal magneto-phonon effects in a 2D antiferromagnetic semiconductor FePSe3为题发表研究文章

二维反铁磁半导体FePSe3的互易磁声相互作用


二维反铁磁材料中磁振子与声子的耦合可以在磁子学中实现低耗散,更高频地处理和传递信息。但在多数情况下,磁子器件中磁子与声子的传播需要维持整体磁序。通过局部调控磁子-声子耦合,可在不影响整体磁序的情况下实现磁子特性的精准调节。

武汉大学于霆课题组在Nanoscale上以Strong and reciprocal magneto-phonon effects in a 2D antiferromagnetic semiconductor FePSe3为题发表研究文章采用激光局域调控技术,利用激光功率(0.25–5 mW)在微米尺度内调控二维反铁磁半导体FePSe3耦合强度。结合二维反铁磁材料FePSe3的磁场下的拉曼光谱,研究人员利用局部激光加热实现空间局域的自旋涨落调控,在不改变整体磁序的前提下,调制辐照区域内磁子-声子耦合及与磁子耦合的声子能量。此外,研究人员还观测到了巨大的自旋-声子互易作用,由于时间对称性破缺和局域d轨道电子所受洛伦兹力,垂直于样品表面的面外磁场可使Ag拉曼模式的偏振轴发生显著偏转。


图1. 激光局域调控和温度调控磁声耦合对比以及局部激光调控示意图



图2. 磁场下互易的声子自旋偏转


研究人员的发现实现了不干扰整体磁序前提下完成局域操控,为高密度磁振子集成电路奠基,使二维反铁磁体FePSe3在零场和高场条件下均可作为自旋电子学和磁振子研究的独特平台, 也为设计和开发基于磁子的下一代自旋电子器件奠定了重要的技术基础。


论文信息:

Strong and reciprocal magneto-phonon effects in a 2D antiferromagnetic semiconductor FePSe3.

Nanoscale 

Yue Sun, Bo Liu, Chee Kwan Gan, Shian Xia, Haoyun Lin, Sheng Liu* and Ting Yu*

DOI: 10.1039/d4nr04743e