在N面AlN基底上的少层CrI3中，层号与奇偶性相关的异常磁序现象

《Nature Communications》：Layer-number-parity-dependent abnormal magnetic ordering in few-layer CrI3 on N-face AlN substrate

　　

摘要

关于二维范德瓦尔斯磁性材料的研究推动了超薄磁性器件领域的突破。我们通过实验验证，单晶N面AlN极性衬底能够在少层CrI₃中实现依赖于层号和奇偶性的磁多态性及其演变序列。在奇数层样品（如5L-CrI₃/AlN）中，当磁化强度μ_{0H从3 T变化到?3 T时，反射型磁圆二色性信号会经历不同的磁多态性变化（+5 → –1 → +1 → –5），其中+1对应于自旋向上的单层磁矩。通过这种简化异质界面，我们实现了新型磁基态及其演变序列的垂直编程。第一性原理计算表明，这种效应源于界面处的空穴掺杂：它全局性地改变了奇数层CrI3的磁基态，使其转变为一种新的铁磁有序结构，并在表面/界面层与内部层之间空间区分了层间交换耦合和磁各向异性。我们的工作为具有定制功能的二维磁性器件的实际集成和设计提供了新的思路。}