Magnetic-Field Tuning of the Spin Dynamics in the Quasi-2D Van der Waals Antiferromagnet CuCrP2S6

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Joyal John Abraham - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Yaqian Guo - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Yuliia Shemerliuk - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Sebastian Selter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Saicharan Aswartham - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Kranthi Kumar Bestha - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Laura T. Corredor - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Anja U.B. Wolter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Olga Kataeva - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Luka Rogić - , University of Zagreb (Autor:in)
  • Noah Somun - , University of Zagreb (Autor:in)
  • Damjan Pelc - , University of Zagreb (Autor:in)
  • Oleg Janson - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Jeroen van den Brink - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Exzellenzcluster ctd.qmat: Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Vladislav Kataev - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Alexey Alfonsov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

The use of antiferromagnets in magnetoelectronic devices as counterparts of ferromagnets is a new, rapidly developing trend in spintronics that leverages antiferromagnetic (AFM) magnons for transmitting of spin currents. Van der Waals (vdW) antiferromagnets are particularly attractive in this respect as they possess tunable magnetic properties and can be easily integrated into spintronic devices. In this work, electron spin resonance (ESR) spectroscopy is used to assess the potential of the vdW AFM compound CuCrP2S6 for magnonic applications by exploring the magnetic field (H) dependence of the spectrum of magnon excitations below its AFM ordering temperature TN ≈ 30 K and the correlated spin dynamics above TN. ESR reveals prominent ferromagnetic (FM) spin correlations that persist far above TN suggesting an intrinsically 2D character of the spin dynamics in CuCrP2S6. Most interestingly, at T < TN, CuCrP2S6 features two non-degenerate, i.e., distinct in energy AFM magnon modes at H = 0 which can be tuned to the FM type of collective spin excitations with increasing H. These remarkable properties are favorable for the induction and control of unidirectional spin current in CuCrP2S6 and suggest it as a new functional material for magnetoelectronics.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere11057
FachzeitschriftAdvanced functional materials
Jahrgang36
Ausgabenummer5
Frühes Online-Datum26 Aug. 2025
PublikationsstatusVeröffentlicht - 15 Jan. 2026
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • antiferromagnetism, electron spin resonance, magnetic anisotropy, spin dynamics, spin wave excitation, van der Waals systems