二維（2D）磁性與范德華（vdW）異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程相結(jié)合的發(fā)現(xiàn)，為創(chuàng)建具有非平凡磁性的人造磁性結(jié)構(gòu)提供了前所未有的機(jī)會。其進(jìn)展取決于對原子尺度上二維磁體的電子和磁性的深入理解。盡管可以通過掃描隧道顯微鏡/光譜法（STM/STS）探測局部電子特性，但由于缺少導(dǎo)電路徑和極高的空氣敏感性，其在研究2D磁絕緣子中的應(yīng)用仍然難以捉摸。在這里，我們利用石墨烯對隧穿電子的透明性，可以通過STM對石墨烯覆蓋的幾層CrI
3（FL- CrI
3）進(jìn)行電子和磁性表征。STS揭示了FL-CrI
3的電子結(jié)構(gòu)，包括其磁態(tài)的平坦帶。通過通過dI/dV映射中與磁場有關(guān)的莫爾條紋對比度，可以看到FL-CrI
3從AFM到FM的轉(zhuǎn)變，這是由于石墨烯與具有不同層間磁耦合的自旋極化CrI
3帶之間的電子雜化發(fā)生了變化。我們的研究結(jié)果為探測2D磁絕緣子的原子級電子和磁性提供了一條通用的途徑，以用于未來的自旋電子學(xué)和量子技術(shù)應(yīng)用。
Fig. 1 通過STM研究的G/FL- CrI
3/Gr的vdW異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
Fig. 2 G/ CrI
3的電子結(jié)構(gòu)。
Fig. 3 G/FL- CrI
3/Gr的STM測量。
Fig. 4 dI/dV圖中與磁場有關(guān)的莫爾條紋對比度。
Fig. 5 在AFM和FM層間耦合下G/四層CrI
3的原子能帶結(jié)構(gòu)相關(guān)性。
相關(guān)研究成果于2021年由新加坡國立大學(xué)化學(xué)系Jiong Lu課題組，發(fā)表在Nature Communications(https://doi.org/10.1038/s41467-020-20376-w)上。原文：Visualizing atomic structure and magnetism of 2D magnetic insulators via tunneling through graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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