DyOCl: A rare-earth based two-dimensional van der Waals material with strong magnetic anisotropy

磁性 凝聚态物理 范德瓦尔斯力 反铁磁性 磁矩 自旋电子学 铁磁性 磁各向异性 材料科学 各向异性 物理 磁场 磁化 分子 量子力学
作者
Congkuan Tian,Feihao Pan,Le Wang,Dehua Ye,Jieming Sheng,Jinchen Wang,Juanjuan Liu,Jiale Huang,Hongxia Zhang,Daye Xu,Jianfei Qin,Lijie Hao,Yuanhua Xia,Hao Li,Xin Tong,Liusuo Wu,Jianhao Chen,Shuang Jia,Peng Cheng,Jianhui Yang
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:104 (21) 被引量:41
标识
DOI:10.1103/physrevb.104.214410
摘要

Comparing with the widely known transitional metal based van der Waals (vdW) materials, rare-earth based ones are rarely explored in the research of intrinsic two-dimensional (2D) magnetism. In this work, we report the physical properties of DyOCl, a rare-earth based vdW magnetic insulator with a direct band gap of $\ensuremath{\sim}5.72\phantom{\rule{3.33333pt}{0ex}}\text{eV}$. The magnetic order of bulk DyOCl is determined by neutron scattering as the $A$-type antiferromagnetic structure below the N\'eel temperature ${T}_{N}=10\phantom{\rule{3.33333pt}{0ex}}\mathrm{K}$. The large magnetic moment near 10.1 ${\ensuremath{\mu}}_{B}$/Dy lies parallel to the $a$-axis with strong uniaxial magnetic anisotropy. At $2\phantom{\rule{3.33333pt}{0ex}}\text{K}$, a moderate magnetic field ($\ensuremath{\sim}2\phantom{\rule{3.33333pt}{0ex}}T$) applied along the easy axis generates spin-flip transitions and polarizes DyOCl to a ferromagnetic state. Density functional theory calculations reveal an extremely large magnetic anisotropy energy ($\ensuremath{-}5850\phantom{\rule{3.33333pt}{0ex}}\ensuremath{\mu}\text{eV}/Dy$) for DyOCl, indicating the great potential to realize magnetism in the 2D limit. Furthermore, the mechanical exfoliation of bulk DyOCl single crystals down to seven layers is demonstrated. Our findings suggest DyOCl is a promising material playground to investigate 2D $f$-electron magnetism and spintronic applications at the nanoscale.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
英俊的铭应助潇洒的惋清采纳,获得10
2秒前
2秒前
上官若男应助潇洒的惋清采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.2应助Seventh采纳,获得10
2秒前
Ava应助潇洒的惋清采纳,获得10
2秒前
彩色铅笔发布了新的文献求助10
2秒前
丘比特应助潇洒的惋清采纳,获得10
2秒前
虚拟的铃铛完成签到,获得积分10
3秒前
wqwaf发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
烟花应助wl采纳,获得10
4秒前
情怀应助jun采纳,获得10
5秒前
elysia完成签到,获得积分10
5秒前
123321123完成签到,获得积分10
6秒前
CodeCraft应助绿狗玩偶采纳,获得30
8秒前
NexusExplorer应助潇洒的惋清采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
卿君完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
www发布了新的文献求助10
9秒前
Hello应助潇洒的惋清采纳,获得30
9秒前
小马甲应助潇洒的惋清采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
无花果应助潇洒的惋清采纳,获得10
10秒前
bkagyin应助潇洒的惋清采纳,获得10
10秒前
大模型应助彩色铅笔采纳,获得10
10秒前
研友_VZG7GZ应助123321123采纳,获得10
10秒前
靓丽的悒完成签到 ,获得积分10
10秒前
汉堡包应助esyncoms采纳,获得10
12秒前
13秒前
脑洞疼应助文慧采纳,获得10
13秒前
清秀映秋完成签到,获得积分20
13秒前
宇宙第一甜妹完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI6.4应助Yuu采纳,获得10
15秒前
英俊的铭应助缪汲采纳,获得10
15秒前
LilGee完成签到,获得积分10
16秒前
老实的觅山完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7259103
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8881114
关于积分的说明 18765020
捐赠科研通 6939452
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201536
关于科研通互助平台的介绍 2375417
邀请新用户注册赠送积分活动 2177309