内容简介
近年来,2D范德华磁性材料因其层状结构和丰富的量子特性,在自旋电子学和拓扑磁学研究中受到广泛关注。本书系统介绍了2D范德华磁性材料及其异质结器件在磁结构、自旋电子学和电输运等领域的最新进展。全书内容涵盖2D范德华磁性材料的研究现状、核心物理概念、自旋输运与霍尔效应、拓扑磁结构等前沿问题,并结合实验方法和理论模型进行深入解析。书中不仅梳理了2D范德华磁性材料的制备方法和微纳器件的加工工艺,还系统探讨了它们在微纳尺度下的独特物性及其在信息存储与处理器件中的潜在应用。
目录
第1章 2D范德华磁性材料概述
1.1 2D范德华磁性材料研究现状
1.2 2D范德华磁性材料的种类
1.2.1 过渡金属卤化物
1.2.2 过渡金属氧卤化物
1.2.3 过渡金属硫族化合物
1.2.4 过渡金属磷硫化合物
1.2.5 过渡金属锗碲化合物
1.2.6 过渡金属铋碲化合物
1.3 2D范德华材料的磁性表征
1.3.1 光学探测技术
1.3.2 电学探测技术
1.3.3 力学检测技术
1.3.4 实空间探测技术
第2章 自旋电子学
2.1 磁阻效应
2.1.1 正常磁阻效应
2.1.2 负磁阻效应
2.1.3 各向异性磁阻效应
2.1.4 巨磁阻效应
2.1.5 隧穿磁阻效应
2.2 反常霍尔效应
2.3 拓扑霍尔效应
2.4 量子霍尔效应
2.5 量子反常霍尔效应
2.6 2D范德华异质结器件研究现状
2.6.1 磁性隧道结
2.6.2 交换偏置效应
2.6.3 磁近邻效应
2.6.4 扭转电子学
第3章 范德华材料的制备
3.1 块体范德华材料的制备
3.1.1 固相反应法
3.1.2 化学气相输运(CVT)法
3.2 少层范德华材料的制备
3.2.1 少层范德华材料的机械剥离
3.2.2 等离子体辅助的机械剥离
3.2.3 Al2O3辅助的机械剥离
3.2.4 金辅助的机械剥离
第4章 范德华异质结器件的制备及表征
4.1 范德华异质结器件的制备
4.1.1 干法转移法概述
4.1.2 拾取法概述
4.2 范德华异质结器件中微纳电极的制备
4.3 样品测试与表征
4.3.1 磁光克尔效应(MOKE)
4.3.2 超导量子干涉仪(SQUID)
4.3.3 综合物性测量系统(PPMS)
4.3.4 低温物性测量系统
第5章 MnPS3/石墨烯范德华异质结中的反常霍尔效应
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 MnPS3单晶的制备与性能表征
5.2.2 MnPS3/石墨烯范德华异质结器件的制备
5.2.3 MnPS3/石墨烯器件的电输运测量
5.2.4 MnPS3/石墨烯器件电输运数据分析
5.2.5 MnPS3/石墨烯范德华异质结器件的理论计算
5.3 结果与讨论
5.3.1 MnPS3单晶的结构与磁性
5.3.2 MnPS3/石墨烯异质结器件的结构信息
5.3.3 低温下的纵向电阻率与霍尔电阻率
5.3.4 背栅调控的反常霍尔电阻率
5.3.5 温度决定的正负分量的反常霍尔电阻率
5.3.6 正负分量AHE的起源
5.3.7 AHE机制探讨
5.3.8 AHE机制的理论验证
5.4 本章小结
第6章 CrOCl/单层石墨烯范德华异质结器件中的高载流子迁移率及SdH振荡
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 CrOCl单晶的制备和性能表征
6.2.2 单层石墨烯的剥离和异质结器件的制备
6.2.3 CrOCl/单层石墨烯范德华异质结器件的电输运测试
6.3 结果和讨论
6.3.1 CrOCl单晶的结构
6.3.2 CrOCl单晶的磁性表征
6.3.3 单层石墨烯的表征
6.3.4 CrOCl/石墨烯范德华异质结器件的结构信息
6.3.5 纯石墨烯与CrOCl/单层石墨烯异质结器件的电输运测量
6.3.6 栅极电压调控的载流子迁移率
6.3.7 CrOCl提高载流子迁移率的机理
6.3.8 与温度相关的SdH振荡
6.3.9 角度相关的SdH振荡
6.3.10 SdH振荡中本征物理参数的计算
6.3.11 SdH振荡的起源
6.4 本章小结
第7章 反演对称破缺的2D范德华铁磁材料中的拓扑克尔效应
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 CrVI6单晶的制备
7.2.2 少层CrVI6样品的制备
7.2.3 CrVI6的电感耦合等离子体-原子发射光谱测量
7.2.4 少层CrVI6的形貌表征
7.2.5 少层CrVI6的磁光克尔表征
7.3 结果与讨论
7.3.1 CrVI6晶体结构及磁性表征
7.3.2 块体CrVI6的XPS表征
7.3.3 少层CrVI6的稳定性
7.3.4 不同厚度的CrVI6磁性
7.3.5 30nm厚度CrVI6磁化强度的温度依赖性
7.3.6 80nm厚度CrVI6磁化强度的温度依赖性
7.3.7 较厚CrVI6中反对称峰的起源
7.3.8 拓扑克尔效应的模型验证
7.4 拓扑克尔效应的讨论与展望
7.5 本章小结
第8章 2D范德华材料Cr1.2Te2中磁临界行为的研究
8.1 引言
8.2 实验部分
8.2.1 块体Cr1.2Te2的制备
8.2.2 块体Cr1.2Te2的XRD及磁性表征
8.3 结果和讨论
8.3.1 块体Cr1.2Te2的XRD及磁性表征
8.3.2 六个通用模型分析
8.3.3 修正阿罗特图
8.3.4 库维尔-费雪方法与威多姆标度
8.3.5 标度假设
8.4 本章小结
参考文献



















