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二维铁磁材料中的磁控电子结构效应

创建于2019年06月03日 星期一作者 : 科研办 浏览量 :

主讲人:钟志诚,中科院宁波材料技术与工程研究所研究员

  间:20196515:00

  点:物电学院A316

联系人:黎博

 

讲座摘要:施加外磁场可以调控磁性材料的电极化、光偏振、温度、几何形状等宏观物性,即磁电、磁光、磁热、磁弹等效应。这些效应是构成磁性功能器件如磁探测仪、磁光克尔仪、磁制冷机等的物理基础。考虑到材料的宏观物性与微观电子结构有着密切关系,一个非常自然的想法就是通过磁场直接调控电子结构,从而改变材料的电学及光学等特性。在外磁场的作用下,原本简并的电子自旋态会产生Zeeman能级劈裂。然而这是一个微小的能量量级,如1特斯拉的巨大磁场(约地磁场的三万倍)只能产生10-4eV的微小能级劈裂,远小于室温下的热涨落3×10-2eV,因此无法用于器件设计及应用。我们最近提出了一种新的磁控电子结构效应(Nano Lett. 18, 3844 (2018))。相比于外磁场诱导Zeeman能级劈裂,我们提出通过外磁场来调控磁化方向,借助于自旋轨道耦合从而改变电子结构。预测了在满足一定条件的材料体系如二维铁磁材料CrI3中,外磁场对电子结构的能量调控可以高达10-1eV,比经典的Zeeman效应放大了三个数量级,可以高于室温下的热涨落,为磁电光耦合等基础研究以及磁性功能器件等应用领域开辟了一条新的道路。

 

主讲人简介:钟志诚研究员,国家青年千人,中科院百人。本科毕业于上海交通大学少年班,硕士毕业于北京大学,在2011年获得荷兰特文特大学博士学位。2011年至2014年在维也纳技术大学从事博士后研究,随后在德国做洪堡学者以及马普固体物理所博士后。近10年来一直从事复杂氧化物界面的理论研究,融合了多种理论方法,包括第一性原理密度泛函理论、瓦尼尔投影、紧束缚模型、自旋轨道耦合模型、强关联模型、动态平均场理论、输运理论、以及自旋-电荷涨落理论,从多个的角度和层次发展融合计算方法。与多个国际知名的实验小组建立并且保持良好的合作,多项理论预测得到了实验的证实。