Layer-Dependent Magnetic Domains in Atomically Thin Fe(5)GeTe(2).
Layer-Dependent Magnetic Domains in Atomically Thin Fe(5)GeTe(2).
复制标题
原子薄 Fe5GeTe2 中的层相关磁畴
DOI：
10.1021/acsnano.2c01948
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发表时间：
2022-07-26
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Hesjedal, Thorsten
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fujita, Ryuji;Bassirian, Pedram;Li, Zhengxian;Guo, Yanfeng;Mawass, Mohamad A.;Kronast, Florian;van der Laan, Gerrit;Hesjedal, Thorsten
关键词：
二维（2D）材料中磁畴的形成提供了对2D磁性的基本起源的看法，也促进了先进自旋电子学器件的发展。然而，在原子级薄的货车范德华（vdW）薄片的磁畴的表征仍然具有挑战性。在这里，我们采用X射线光电子显微镜（XPEEM）进行层分辨成像的域结构在巡回vdW铁磁体Fe5GeTe2显示近室温的体铁磁性和弱的垂直磁各向异性（PMA）。在体积极限下，我们观察到了著名的双曲型畴。另一方面，较薄的薄片的特征在于越来越碎片化的域。虽然PMA是Fe5GeTe2的一个特性，我们观察到一个自旋重取向过渡与自旋倾斜面内薄片薄于六层。值得注意的是，气泡相出现在四层薄片中。这种厚度依赖性明显偏离了在其他2D磁性材料中观察到的单畴行为，展示了在相对较高的温度下稳定2D vdW磁体中的复杂自旋织构的令人兴奋的前景。
Magnetic domain formation in two-dimensional (2D) materials gives perspectives into the fundamental origins of 2D magnetism and also motivates the development of advanced spintronics devices. However, the characterization of magnetic domains in atomically thin van der Waals (vdW) flakes remains challenging. Here, we employ X-ray photoemission electron microscopy (XPEEM) to perform layer-resolved imaging of the domain structures in the itinerant vdW ferromagnet Fe5GeTe2 which shows near room temperature bulk ferromagnetism and a weak perpendicular magnetic anisotropy (PMA). In the bulk limit, we observe the well-known labyrinth-type domains. Thinner flakes, on the other hand, are characterized by increasingly fragmented domains. While PMA is a characteristic property of Fe5GeTe2, we observe a spin-reorientation transition with the spins canting in-plane for flakes thinner than six layers. Notably, a bubble phase emerges in four-layer flakes. This thickness dependence, which clearly deviates from the single-domain behavior observed in other 2D magnetic materials, demonstrates the exciting prospect of stabilizing complex spin textures in 2D vdW magnets at relatively high temperatures.
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