【学术视频】2020蔻享物理学术会议 | 复旦大学吴施伟教授：Stacking-dependent 2D magnetism

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图 | 吴施伟

题   目：Stacking-dependent 2D magnetism

报告人：吴施伟

单   位：复旦大学

时   间：2020-03-15

地   点：上海

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该报告系吴施伟教授受邀为美国物理学会APS March Meeting所提交的邀请报告视频，后受邀同时将报告视频上传到蔻享学术平台。蔻享学术平台建立了“2020蔻享物理学术会议”目录，在这里郑重向各位科研人员发出邀请，希望科研人员可以将近期研究成果的报告视频自主上传到蔻享学术网站，通过线上的形式为大家汇报最近的工作进展，蔻享平台将积极为自主上传的报告视频通过公众号及网站等多渠道宣传，扩大成果的影响力。

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本报告中介绍的工作已发表于国际顶级期刊《Nature》和《Science》。

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新兴的二维磁性材料相比于传统的三维空间结构，二维层状磁性材料因其原子层间较弱的范德华尔斯作用力，能够人为操控其层间堆叠方式，进而有可能影响其磁耦合特性，为新型二维自旋器件的研制提供新思路。然而，堆叠方式与磁耦合间的关联机制之前仍不甚明晰，尚未在原子级层面获得实验的直接观测。
针对这一问题，复旦大学物理学系教授高春雷、吴施伟团队联手协作，创造性地运用了原位化合物分子束外延生长技术和自旋极化扫描隧道显微镜结合的实验手段，在原子级层面彻底厘清了双层二维磁性半导体溴化铬（CrBr₃）的层间堆叠和磁耦合间的关联，为二维磁性的调控指出了新的维度。

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高春雷教授和吴施伟教授

2019年11月22日，相关研究成果以《范德华尔斯堆叠依赖的层间磁耦合的直接观测》（“Direct observation of van der Waals stacking dependent interlayer magnetism”）为题在线发表于《科学》主刊。
论文链接▼ https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aav1937

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层状反铁磁是具有反铁磁层间耦合的铁磁层的空间排列。范德华尔斯磁铁三碘铬(CrI₃)已被证明是一种分层反铁磁绝缘体，其少数层型，为电子和光学器件中的各种功能物提供了机会。2019年7月31号，复旦大学吴施伟团队与华盛顿大学许晓栋团队合作在Nature在线发表了题为Giant nonreciprocal second-harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI₃的研究论文。该研究报告了在双层CrI₃中出现的非互易二阶非线性光学效应，证明SHG是一种高度敏感的精细磁序探针，为二维磁体在非线性和非互易光学器件中的应用开辟了可能性。
论文链接▼https://www.nature.com/articles/s41586-019-1445-3

报告摘要

In van der Waals layered materials, the symmetries and functionalities could be controlled by modifying the stacking order through rotation and translation between the layers. Whereas most previous work has focused on the electronic and optical properties associated with the van der Waals stacking, the recent discovery of magnetism in 2D materials, achieved through both mechanical exfoliation and molecular beam epitaxy (MBE), provides an exciting opportunity to explore the effects of stacking order on a material's magnetic properties. In this talk, I will present two of our recent studies in this direction. 1) By discovering a giant nonreciprocal second harmonic generation from layered antiferromagnetism in mechanically exfoliated bilayer CrI₃, we revealed the underlying C2h symmetry, and thus monoclinic stacking order in bilayer CrI₃, providing crucial structural information for the microscopic origin of layered antiferromagnetism. 2) By using the molecular beam epitaxy to grow monolayer and bilayer CrBr₃ and in situ characterization with a spin-polarized scanning tunneling microscopy and spectroscopy, we observed that while individual CrBr₃ monolayer is ferromagnetic, the interlayer coupling in bilayer depends strongly on the stacking structure and can be either ferromagnetic or antiferromagnetic. Thus, the direct correlation between stacking order and interlayer magnetism pave the way for manipulating 2D magnetism.

个人简介

吴施伟，复旦大学教授，博导。2001年7月毕业于复旦大学物理系，获得学士学位。本科毕业后留学美国加州大学尔湾分校物理系，2007年9月获博士学位。博士毕业后在劳伦斯伯克利国家实验室的纳米科学研究中心（Molecular Foundry）从事独立的博士后研究。2011年2月加入复旦大学物理系。研究领域为实验凝聚态物理和表面科学；扫描探针显微；超快纳米光学。近年来的研究方向是低维量子材料的光物理，致力于发展自主创新的实验表征手段，以探究时间、空间分辨极限下的光物理现象与机制，解决与凝聚态物理、材料科学、纳米科技等领域重要的、疑难的基础科学问题 。

会议简介

2020蔻享物理学术会议

2020蔻享物理学术会议是由蔻享学术主办，联合各高校老师举办的线上报告会议。本次会议主要是由报告人讲报告视频自主上传到蔻享学术网站，并通过线上的形式为大家汇报最近的工作进展。

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