층상 반강자성이 van der Waals 반도체 CrSBr에서 큰 음의 자기 저항을 유도하다

최근 탈착 가능한 van der Waals (vdW) 화합물 계열에서 자성의 발견은 이들 물질에 대한 기초 연구 및 기술적 응용에 상당한 관심을 불러일으켰다. 그러나 현재의 vdW 자석은 공기에 대한 극도의 민감성, 낮은 정렬 온도, 열악한 전하 수송 특성으로 제한된다. 여기서 공기 안정성을 가진 vdW 반강자성 반도체 CrSBr의 자기 및 전자적 특성이 보고된다. CrSBr은 쌓기 축에 수직으로 쉽게 쪼개진다. Néel 온도 TN = 132 ± 1 K 이하에서 CrSBr은 A형 반강자성 구조를 채택하며, 각 개별 층은 내부적으로 강자성으로 정렬되고 층들은 쌓기 방향을 따라 반강자성으로 연결된다. 주사 터널링 분광법과 광발광(PL)은 전자적 갭이 ΔE = 1.5 ± 0.2 eV임을 보여주며, 해당 PL 피크는 1.25 ± 0.07 eV에 중심을 둔다. 자기 수송 측정을 통해 CrSBr에서 자기 질서와 수송 특성 간의 강한 결합이 입증되었으며, 이는 vdW 물질 중 독특한 큰 음의 자기 저항 응답을 유도한다. 이러한 발견은 CrSBr이 vdW 자석을 스핀 기반 전자공학 분야에 적용하기 위한 유망한 재료 플랫폼으로 자리매김하게 한다.