磁性范德华 (vdW) 材料有望在二维极限内实现磁性的全电控制。然而，由于这些材料中的载流子密度极大，通过电压感应电荷掺杂调节 vdW 巡回铁磁体中的磁基态仍然是一个重大挑战。近日，皇家墨尔本理工大学Lan Wang，Guolin Zheng，华南理工大学Yu-Jun Zhao等研究了vdW 巡回铁磁体Fe₅GeTe₂ (F5GT)中的异常霍尔效应。

本文要点：

1）作者将 vdW 巡回铁磁体 Fe₅GeTe₂ (F5GT) 切割成 5.4 nm（围绕两个晶胞），发现 F5GT 中的铁磁性 (FM) 可以通过厚度进行调控。

2）作者通过利用固体质子门可使F5GT 纳米片中的电子掺杂浓度超过 10²¹ cm^-3。如此高的载流子积累超过了广泛使用的双电层晶体管（EDLT）中可能的积累，并且超过了 F5GT 的本征载流子密度。

3）如此高的载流子积累超过了广泛使用的双电层晶体管（EDLT）中可能的积累，并且超过了 F5GT 的本征载流子密度。更重要的是，它伴随着从 FM 到反铁磁性 (AFM) 的磁相变。

该工作报道的纳米片 F5GT反铁磁相的实现表明它在高温反铁磁 vdW 器件和异质结构中具有广阔的应用前景。

Cheng Tan, et al. Gate-Controlled Magnetic Phase Transition in a van der Waals Magnet Fe₅GeTe₂. Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01108

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01108