何军课题组二维磁性材料研究取得新进展

   近日，Advanced Materials（《先进材料》）在线发表了物理科学与技术学院何军教授课题组有关二维磁性材料的最新研究成果。

论文题目为“Heteroepitaxy of Two-dimensional CuCr2Te4 with Robust Room-temperature Ferromagnetism”（《二维室温铁磁体CuCr2Te4的异质外延》）。物理科学与技术学院为该论文第一署名单位和通讯单位。物理科学与技术学院2022级博士生王皓和文耀副研究员为文章第一作者，何军教授和文耀副研究员为文章通讯作者。

二维CuCr₂Te₄及其异质结的磁性研究、结构表征及理论分析

自铁磁性在二维CrI₃，Cr₂Ge₂Te₆以及Fe₃GeTe₂等材料中报道以来，二维铁磁材料由于其超薄的厚度、独特的物理特性以及在自旋电子学领域的潜在应用受到了广泛的关注与研究。如在CrBr₃以及CrI₃中发现的层数依赖以及堆叠序依赖的磁性，在CrTe₂以及Cr₅Te₈中发现的巨反常霍尔效应，以及在单层VSe₂和MnSe₂中探测到的室温铁磁性。何军课题组通过异质外延的方法在云母衬底上成功合成了二维室温铁磁体CuCr₂Te₄以及晶格匹配的CuCr₂Te₄/Cr₂Te₃铁磁异质结。通过磁光克尔效应显微镜的表征研究，二维CuCr₂Te₄显示出了厚度依赖的居里温度以及磁各向异性，在9.4 nm厚度以上的CuCr₂Te₄保持着室温铁磁性，并在8.6 nm时下降到约260 K。随着厚度的降低，在二维CuCr₂Te₄中还发现了增强的面外磁各向异性，磁滞回线在低厚度下更趋近于矩形。通过拉曼显微镜，透射电子显微镜以及选区电子衍射等方式证明了CuCr₂Te₄/Cr₂Te₃异质结的成功合成及其晶格匹配特性，并在该异质结中发现了明显增强的铁磁性，其居里温度最高达到了340 K。此外，还通过磁光克尔显微镜研究了CuCr₂Te₄/Cr₂Te₃异质结中的磁畴，室温下，在较厚的异质结中观察到了条状的磁畴，而较薄的样品则显示出单畴结构。理论计算表明，在CuCr₂Te₄/Cr₂Te₃异质结中出现的升高的居里温度可能来自于从Cr₂Te₃到CuCr₂Te₄的电荷转移，增强了CuCr₂Te₄层的铁磁交换能。这种异质外延的方法为构建并调控二维室温铁磁体及其异质结构提供了新的途径。

该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等项目经费的支持，研究过程中得到了物理科学与技术学院吴冯成教授的大力支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211388