Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Direct visualization of magnetic domains and moiré magnetism in twisted 2D magnets
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2021-11-26 , DOI: 10.1126/science.abj7478 Tiancheng Song 1 , Qi-Chao Sun 2 , Eric Anderson 1 , Chong Wang 3 , Jimin Qian 4 , Takashi Taniguchi 5 , Kenji Watanabe 6 , Michael A McGuire 7 , Rainer Stöhr 2, 8 , Di Xiao 3 , Ting Cao 4 , Jörg Wrachtrup 2, 9 , Xiaodong Xu 1, 4
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2021-11-26 , DOI: 10.1126/science.abj7478 Tiancheng Song 1 , Qi-Chao Sun 2 , Eric Anderson 1 , Chong Wang 3 , Jimin Qian 4 , Takashi Taniguchi 5 , Kenji Watanabe 6 , Michael A McGuire 7 , Rainer Stöhr 2, 8 , Di Xiao 3 , Ting Cao 4 , Jörg Wrachtrup 2, 9 , Xiaodong Xu 1, 4
Affiliation
Moiré superlattices of twisted nonmagnetic two-dimensional (2D) materials are highly controllable platforms for the engineering of exotic correlated and topological states. Here, we report emerging magnetic textures in small-angle twisted 2D magnet chromium triiodide (CrI3). Using single-spin quantum magnetometry, we directly visualized nanoscale magnetic domains and periodic patterns, a signature of moiré magnetism, and measured domain size and magnetization. In twisted bilayer CrI3, we observed the coexistence of antiferromagnetic (AFM) and ferromagnetic (FM) domains with disorder-like spatial patterns. In twisted double-trilayer CrI3, AFM and FM domains with periodic patterns appear, which is in good agreement with the calculated spatial magnetic structures that arise from the local stacking-dependent interlayer exchange interactions in CrI3 moiré superlattices. Our results highlight magnetic moiré superlattices as a platform for exploring nanomagnetism.
中文翻译:
扭曲二维磁体中磁畴和莫尔磁性的直接可视化
扭曲的非磁性二维 (2D) 材料的莫尔超晶格是高度可控的平台,用于异域相关和拓扑状态的工程。在这里,我们报告了小角度扭曲二维磁体三碘化铬 (CrI 3 ) 中出现的磁性纹理。使用单自旋量子磁力计,我们直接可视化了纳米级磁畴和周期性图案、莫尔磁性的特征,以及测量的磁畴尺寸和磁化强度。在扭曲的双层 CrI 3中,我们观察到反铁磁 (AFM) 和铁磁 (FM) 畴与无序空间模式的共存。在扭曲的双三层 CrI 3, 出现了具有周期性图案的 AFM 和 FM 域,这与计算的空间磁结构非常吻合,这些空间磁结构是由 CrI 3莫尔超晶格中的局部堆叠依赖的层间交换相互作用产生的。我们的结果突出了磁性莫尔超晶格作为探索纳米磁性的平台。
更新日期:2021-11-26
中文翻译:
扭曲二维磁体中磁畴和莫尔磁性的直接可视化
扭曲的非磁性二维 (2D) 材料的莫尔超晶格是高度可控的平台,用于异域相关和拓扑状态的工程。在这里,我们报告了小角度扭曲二维磁体三碘化铬 (CrI 3 ) 中出现的磁性纹理。使用单自旋量子磁力计,我们直接可视化了纳米级磁畴和周期性图案、莫尔磁性的特征,以及测量的磁畴尺寸和磁化强度。在扭曲的双层 CrI 3中,我们观察到反铁磁 (AFM) 和铁磁 (FM) 畴与无序空间模式的共存。在扭曲的双三层 CrI 3, 出现了具有周期性图案的 AFM 和 FM 域,这与计算的空间磁结构非常吻合,这些空间磁结构是由 CrI 3莫尔超晶格中的局部堆叠依赖的层间交换相互作用产生的。我们的结果突出了磁性莫尔超晶格作为探索纳米磁性的平台。