Anomalous exchange bias effect in ferromagnetic VI3 flakes

铁磁性 交换偏差 凝聚态物理 材料科学 物理 磁各向异性 磁化 磁场 量子力学
作者
Xi Zhang,Xiuquan Xia,Qiye Liu,Yonggang He,Le Wang,Junhao Lin,Jia‐Wei Mei,Yingchun Cheng,Junfeng Dai
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:124 (13)
标识
DOI:10.1063/5.0194900
摘要

The exchange bias effect, pivotal in magnetic data storage and sensing devices, has been observed not only in interfacial regions but also in intrinsic ferromagnetic materials. Here, we have uncovered a robust and stable exchange bias effect within the layered van der Waals (vdW) ferromagnet VI3 employing magnetic circular dichroism microscopy. At 10 K, we observed a significant exchange field of approximately 0.1 T, accompanied by random shifts (positive or negative relative to zero magnetic field) after zero-field cooling. Notably, this effect is effectively controllable after field cooling, with shift direction opposing the applied magnetic field. The presence of strong magnetic anisotropic energy within VI3 results in larger coercivity-bound magnetic domains. These domains dictate the neighboring ferromagnetic alignment and induce shifts in the hysteresis loop. Our study not only contributes to comprehending fundamental nanoscale magnetic interactions but also sheds light on emergent phenomena within layered van der Waals magnets.
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