FERROMAGNETIC RESPONSE OF THIN NiI2 FLAKES UP TO ROOM TEMPERATURES

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

We investigate the magnetic response of thin NiI2 flakes for temperatures above 80 K. Since no magnetic ordering is expected for bulk NiI2, we observe clear paramagnetic response for massive NiI2 single crystals. In contrast, thin NiI2 flakes show well-defined ferromagnetic hysteresis loop within ±2 kOe field range. The value of the response does not scale with the sample mass, ferromagnetic hysteresis can be seen for any flake orientation in the external field, so it originates from the sample surface, possibly, due to the anisotropic exchange (Kitaev interaction). The observed ferromagnetism is weakly sensitive to temperature up to 300 K. If a flake is multiply exposed to air, ferromagnetic hysteresis is accompanied by the periodic modulation of the magnetization curves, which is usually a fingerprint of the multiferroic state. While NiI2 flakes can not be considered as multiferroics above 80 K, surface degradation due to the crystallohydrate formation decreases the symmetry of NiI2 surface, which produces the surface ferroelectric polarization in addition to the described above ferromagnetic one.

作者简介

N. Orlova

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Russia

A. Avakyants

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Russia

A. Timonina

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Russia

N. Kolesnikov

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Russia

E. Deviatov

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: dev@issp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

参考

  1. Yunye Gao, Mingyuan Gao, and Yuerui Lu, Nanoscale 13, 19324 (2021).
  2. Wei Sun, Wenxuan Wang, Hang Li, Guangbiao Zhang, Dong Chen, Jianli Wang, and Zhenxiang Cheng, Nature Comm. 11, 5930 (2020).
  3. Liemao Cao, Xiaohui Deng, Guanghui Zhou, Shi-Jun Liang, Chuong V. Nguyen, L. K. Ang, and Yee Sin Ang, Phys. Rev. B 105, 165302 (2022).
  4. J. Soödequist and T. Olsen, 2D Materials 10, 035016 (2023).
  5. Shuqing Zhang, Fawei Tang, Xiaoyan Song, and Xinping Zhang, Phys. Rev. B 105, 104105 (2022).
  6. T. Kurumaji, S. Seki, S. Ishiwata, H. Murakawa, Y. Tokunaga, Y. Kaneko, and Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 106, 167206 (2011).
  7. T. Kurumaji, S. Seki, S. Ishiwata, H. Murakawa, Y. Kaneko, and Y. Tokura, Phys. Rev. B 87, 1 (2013).
  8. Hwiin Ju, Youjin Lee, Kwang-Tak Kim, In Hyeok Choi, Chang Jae Roh, Suhan Son, Pyeongjae Park, Jae Ha Kim, Taek Sun Jung, Jae Hoon Kim, Kee Hoon Kim, Je-Geun Park, and Jong Seok Lee, Nano Lett. 21, 5126 (2021).
  9. D. Khomskii, Physics 2, 20 (2009).
  10. S. R. Kuindersma, J. P. Sanchez, and C. Haas, Physica B 111, 231 (1981).
  11. D. Billerey, C. Terrier, N. Ciret, and J. Kleinclauss, Phys. Lett. A 61, 138 (1977).
  12. Q. Song, C. A. Occhialini, . Ergecen, B. Ilyas, D. Amoroso, P. Barone, J. Kapeghian, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. S. Botana, S. Picozzi, N. Gedik, and R. Comin, Nature 602, 601 (2022); doi: 10.1038/s41586-021-04337-x.
  13. D. Amoroso, P. Barone, and S. Picozzi, Nature Comm. 11, 5784 (2020); doi: 10.1038/s41467-020-19535-w.
  14. K. Riedl, D. Amoroso, S. Backes, A. Razpopov, Thi Phuong Thao Nguyen, K. Yamauchi, P. Barone, S. M. Winter, S. Picozzi, and R. Valentí, Phys. Rev. B 106, 035156 (2022).
  15. Feng Lou, X. Y. Li, J. Y. Ji, H. Y. Yu, J. S. Feng, X. G. Gong, and H. J. Xiang, J. Chem. Phys. 154, 114103 (2021).
  16. Jinyang Ni, Xueyang Li, Danila Amoroso, Xu He, Junsheng Feng, Erjun Kan, Silvia Picozzi, and Hongjun Xiang, Phys. Rev. Lett. 127, 247204 (2021).
  17. Xuanyi Li, Changsong Xu, Boyu Liu, Xueyang Li, L. Bellaiche, and Hongjun Xiang, arXiv:2211.14416v2 (2023).
  18. D. Lebedev, J. T. Gish, E. S. Garvey, T. Kh. Stanev, J. Choi, L. Georgopoulos, Th. W. Song, H. Y. Park, K. Watanabe, T. Taniguchi, N. P. Stern, V. K. Sangwan, and M. Ch. Hersam, Adv. Funct. Mater. 33, 2212568 (2023).
  19. I. Melchakova, E. A. Kovaleva, N. S. Mikhaleva, F. N. Tomilin, S. G. Ovchinnikov, A. A. Kuzubov, P. Avramov, Int. J. Quant. Chem. 120, 243001 (2019).
  20. A. S. Botana and M. R. Norman, Phys. Rev. Materials B 3, 044001 (2019).
  21. Vadym V. Kulish and Wei Huang, J. Mater. Chem. C, 5, 8734 (2017); doi: 10.1039/C7TC02664A.
  22. A. H. M. Abdul Wasey Debjani Karmakar and G. P. Das, J. Phys.: Cond. Matter 25, 476001 (2013); doi: 10.1088/0953-8984/25/47/476001.
  23. M. Louër, D. Grandjean, and D. Weigel, J. Sol. St. Chem. 7, 222 (1973).
  24. M. A. McGuire, Crystals 7, 121 (2017); doi: 10.3390/cryst7050121.
  25. B. C. Dodrill, Magnetometry Measurements and First-Order-Reversal-Curve (FORC) Analysis, Lake Shore Cryotronics, www.lakeshore.com.
  26. D. A. Gilbert, P. D. Murray, J. De Rojas, R. K. Dumas, J. E. Davies, and K. Liu, Sci. Reps. 11, 4018 (2021).
  27. B. C. Dodrill, H. S. Reichard, and T. Shimizu, Lake Shore Cryotronics. Technical Note, www.lakeshore.com.
  28. B. C. Dodrill, Magnetometry Measurements of Nanomagnetic Materials, Advanced Materials: ThechConnect Briefs, www.lakeshore.com.
  29. S. M. Abozeid, E. M. Snyder, A. P. Lopez, C. M. Steuerwald, E. Sylvester, K. M. Ibrahim, R. R. Zaky, H. M. Abou-El-Nadar, and J. R.Morrow, Eur. J. Inorg. Chem. 1902 (2018); doi: 10.1002/ejic.201800021.
  30. F. Cariati, F. Masserano, M. Martini, and G. Spinolo, J. Raman Spectr. 20, 773 (1989).
  31. V. Gunawan and Ngurah Ayu Ketut Umiati, Int. J. Electr. Comp. Engin. (IJECE) 8, 4823 (2018); doi: 10.11591/ijece.v8i6.
  32. G. Cardenas-Chirivi, K. Vega-Bustos, H. RojasPáez, D. Silvera-Vega, J. Pazos, O. Herrera, M.A. Macías, C. Espejo, W. López-Pérez, J. A. Galvis, ad P. Giraldo-Gallo, arXiv:2212.02490.
  33. A. O. Fumega and J. L. Lado, 2D Materials 9, 025010 (2022); doi: 10.1088/2053-1583/ac4e9d.
  34. D. Lebedev, . T. Gish, E. S. Garvey, T. Kosev Stanev, Junhwan Choi, L. Georgopoulos, T. W. Song, Hong Youl Park, K. Watanabe, T. Taniguchi, N. P. Stern, V. K. Sangwan, and M. C. Hersam, Adv. Funct. Mater. 33, 2212568 (2023).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».