磁与光之舞：研究发现非互易二次谐波在二维材料中消失

一个研究小组最近发现，当MnPSe3集成到二维（2D）反铁磁MnPSe3/石墨烯异质结中时，MnPSe3中的非互易二次谐波发生（SHG）消失了

这项发表在《纳米快报》上的研究强调了界面磁振子-等离子体耦合在这一现象中的作用

2D范德华磁性/非磁性异质结对自旋电子器件具有重大前景。实现这些功能取决于界面邻近效应，这是一个关键因素。然而，由于与这些结构相关的小尺寸和弱信号，检测2D反铁磁/非磁性异质结中的邻近效应带来了相当大的挑战

在这项研究中，研究小组使用自制的SHG系统观察到，与单独的反铁磁MnPSe层相比，MnPSe 3的非互易SHG在与石墨烯接触时消失了。这种变化表明存在界面耦合相互作用或邻近效应

为了进一步探索这种效应，研究人员在MnPSe3和石墨烯之间加入了一层六方氮化硼（h-BN）层，以隔离界面相互作用。他们的实验表明，界面耦合在很长的范围内（＞40nm）延伸，显著超过了邻近效应中通常观察到的几纳米的典型范围

此外，研究小组发现，随着底层材料带隙的增加，这种耦合的强度减弱，从而提供了一种调整非线性SHG响应的方法。通过对称性分析、第一性原理计算以及与先前研究的比较，研究人员得出结论，非互易SHG信号的消失是由于石墨烯表面等离子体激元和MnPSe 3磁振子之间的耦合

该研究由中国科学院合肥物理科学研究所的盛教授领导 More information: Ziyun Wang et al, Suppressed Nonreciprocal Second-Harmonic Generation of Antiferromagnet MnPSe₃ in the MnPSe₃/Graphene Heterostructure Due to Interfacial Magnon–Plasmon Coupling, Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04184

Journal information: Nano Letters