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二维蜂窝状伊辛铁磁体中两个太赫兹自旋波分支的拉曼指纹

DOI：10.1038/s41467-018-07547-6 期刊：Nature Communications 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 二维磁性长期以来备受追求，直到最近才在磁性范德华材料的原子晶体中得以实现。迄今为止，人们对这类二维磁体中的磁激发仍缺乏全面认识。本研究通过偏振显微拉曼光谱技术对二维蜂窝状铁磁体CrI?展开研究，首次明确观测到两组零动量自旋波——其频率分别达2.28太赫兹（THz）和3.75太赫兹，比传统铁磁体的自旋波高出三个数量级。通过追踪这两种自旋波的厚度依赖性，我们发现它们均属于表面自旋波，且寿命比振荡周期长一个数量级。二维CrI?中这两支高频长寿命表面自旋波的发现，揭示了二维极限下引人入胜的自旋动力学特性及其与涨落的复杂相互作用，为开发融合二维磁体的超快自旋电子学器件开辟了新途径。
作者： Wencan Jin，Hyun Ho Kim，Zhipeng Ye，Siwen Li，Pouyan Rezaie，Fabian Diaz，Saad Siddiq，Eric Wauer，Bowen Yang，Chenghe Li，Shangjie Tian，Kai Sun，Liuyan Zhao，Rui He，Adam W. Tsen，Hechang Lei
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用偏振显微拉曼光谱研究二维伊辛蜂窝状铁磁体CrI3中的自旋波激发，并理解此类二维磁体中的磁激发。

研究成果

该研究提供了确凿证据，表明二维CrI3中存在两组零动量自旋波，其频率比传统铁磁体高出三个数量级。这些自旋波为表面模式，寿命比其时间周期长一个数量级，展现出引人入胜的自旋动力学特性，为结合二维磁体的超快自旋电子学开辟了新途径。

研究不足

该研究仅限于二维蜂窝状铁磁体CrI3，可能无法直接适用于其他二维磁性材料。自旋波的厚度依赖性仅追踪至单层极限，且未探究不同衬底或外磁场对自旋波特性的影响。

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