Enligt en studie publicerad i ACS Nano , har ett forskarlag avslöjat en ny icke-reciprok antisymmetrisk magnetresistens och okonventionell Hall-effekt i en tvådimensionell (2D) van der Waals (vdW) ferromagnetisk Fe5-x GeTe2 , som kan härröra från den asynkrona magnetiseringsomkopplingen av de magnetiska domänerna.
2D-ferromagneter med höga Curie-temperaturer ger en rik plattform för att utforska de exotiska fenomenen med 2D-magnetism och potentialen hos spintroniska enheter. Som ett typiskt skiktat ferromagnetiskt material, Fe5-x GeTe2 har väckt stor uppmärksamhet på grund av sin höga Curie-temperatur. Men på grund av dess komplexa magnetiska jordtillstånd och magnetiska domäner saknas det fortfarande en grundlig förståelse för transportbeteendet relaterat till dess gitter- och domänstrukturer.
I detta arbete syntetiserade forskarna under ledning av prof. Tian Mingliang från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin högkvalitativa enkristaller av ferromagnetiskt Fe5-x i rumstemperatur. GeTe2 och mätte systematiskt dess magnetotransportegenskaper. I bulkprover av Fe5-x GeTe2 , visar resultaten att en magnetisk lätt axel växlar från riktning i planet till riktning utanför planet när temperaturen minskar.
För att ytterligare utforska samspelet mellan dess magnetiska struktur och magnetotransportegenskaper, Fe5-x GeTe2 nanoark med tjocklekar från 7 nm till 50 nm erhölls genom mekanisk exfoliering.
"När provtjockleken minskade, uppträdde det magnetiska transportbeteendet hos den instängda Fe5-x GeTe2 nanosheets uppvisade helt andra egenskaper, vilket indikerar ett betydande tjockleksberoende av de magnetiska egenskaperna hos detta system", säger Miao Weiting, en medlem av teamet.
Denna studie har avslöjat en ny icke-reciprok antisymmetrisk magnetoresistans och okonventionell Hall-effekt i närvaro av ett magnetfält. Genom exakt analys av dess temperatur, fältorientering och provtjockleksberoende kan det tillskrivas det ytterligare elektriska fältets bidrag från banddomänstrukturen till magnetoresistansen i materialet.
Detta arbete visar att systemets mikromagnetiska struktur har en betydande inverkan på dess makroskopiska elektriska transportegenskaper, vilket ger en djupare förståelse för 2D-ferromagnetiska material och öppnar nya vägar för enhetstillämpning.
Mer information: Weiting Miao et al, Nonreciprocal Antisymmetric Magnetoreresistance and Unconventional Hall Effect in a Two-Dimensional Ferromagnet, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c08954
Journalinformation: ACS Nano
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
