2024年3月28日，Nat. Commun.在线发表了莱斯大学
Ming Yi
课题组的研究论文，题目为《
Reversible non-volatile electronic switching in a near-room-temperature van der Waals ferromagnet
》。
能够在具有不同性质的两种态之间转换的材料对于信息存储技术来说是重要的。非易失性相变存储器利用局部加热在具有不同电学性质的晶体和非晶态之间转换。将这种转换扩展到两个拓扑上不同的相需要在具有不同对称性的两个晶
体
相之间进行
控制
的非易失性转换。
F
e
5
GeTe
2
属于一类具有较高居里温度（体相极限T
C
= 275-330 K）的铁基金属范德华铁磁体。与其他广泛研究的二维铁磁体如CrI
3
和Cr
2
X
2
Te
6
（X = Ge，Si）
不同
，
F
e
5
GeTe
2
具有空气稳定性和金属性
，因此被认为是自旋电子学应用的首选材料。
在此研究中，作者报道了通过退火和淬火程序证明了范德华铁磁体
F
e
5-
δ
GeTe
2
中两个密切相关的晶体结构相的非易失性可逆转换。
这两个相共享相似的整体晶体结构，但仅在Fe空位占据的有序或无序方面不同，这导致了不同的晶体对称性
。二次谐波产生（SHG）的测量
结果表明
，
位点无序相表现出全局反演对称性，而
位点
有序相破坏了反演对称性，其强度相差30倍
。值得注意的是，通过角分辨光电子能谱（ARPES）观察到两相中的电子结构在性质上是不同的。
在位点无序相中，观察到与保留全局反演对称性兼容的拓扑节线
，而在位点有序相中，观测到由于反演对称性破缺而导致的拓扑简并性解除，以及与由位点有序相形成二分晶格（BCL）的量子相消干涉兼容的平带。这项研究工作不仅证明了使用铁基二维材料中的位点有序作为调节旋钮来设计和控制关联拓扑相令人兴奋的潜力，而且揭示了这类二维材料作为一种相变材料在非易失性自旋电子学、存储器或非线性光学应用中的潜力。
图1
F
e
5-
δ
GeTe
2
中的
相可调性
图4
Fe(1)位点有序对反演对称性和量子相消干涉的影响
Wu, H., Chen, L., Malinowski, P. et al. Reversible non-volatile electronic switching in a near-room-temperature van der Waals ferromagnet.
Nat. Commun.
,
2024
, 15, 2739. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46862-z
【其他相关文献】
[1] Deng, Y., Yu, Y., Song, Y. et al. Gate-tunable room-temperature ferromagnetism in two-dimensional
F
e
3
GeTe
2
.
Nature
,
2018
, 563, 94–99. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0626-9
[2]
Kim, K., Seo, J., Lee, E. et al. Large anomalous Hall current induced by topological nodal lines in a ferromagnetic van der Waals semimetal.
Nat. Mater
.,
2018
, 17, 794–799. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0132-3
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