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Giant Nernst angle in self-intercalated van der Waals magnet Cr1.25Te2
Materials Today Physics ( IF 10.0 ) Pub Date : 2024-12-13 , DOI: 10.1016/j.mtphys.2024.101627 Shuvankar Gupta, Olajumoke Oluwatobiloba Emmanuel, Yasemin Ozbek, Mingyu Xu, Weiwei Xie, Pengpeng Zhang, Xianglin Ke
Materials Today Physics ( IF 10.0 ) Pub Date : 2024-12-13 , DOI: 10.1016/j.mtphys.2024.101627 Shuvankar Gupta, Olajumoke Oluwatobiloba Emmanuel, Yasemin Ozbek, Mingyu Xu, Weiwei Xie, Pengpeng Zhang, Xianglin Ke
The discovery of two-dimensional van der Waals (vdW) magnetic materials has propelled advancements in technological devices. The Nernst effect, which generates a transverse electric voltage in the presence of a longitudinal thermal gradient, shows great promise for thermoelectric applications. In this work, we report the electronic and thermoelectric transport properties of Cr1.25Te2, a layered self-intercalated vdW material which exhibits an antiferromagnetic ordering at TN ∼191 K followed by a ferromagnetic-like phase transition at TC ∼171 K. We observe a prominent topological Hall effect and topological Nernst effect between TC and TN, which is ascribable to non-coplanar spin textures inducing a real-space Berry phase due to competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions. Furthermore, we show that Cr1.25Te2 exhibits a substantial anomalous Nernst effect, featuring a giant Nernst angle of ∼37 % near TC and a maximum Nernst thermoelectric coefficient of 0.52 μV/K. These results surpass those of conventional ferromagnets and other two-dimensional vdW materials, highlighting Cr1.25Te2 as a promising candidate for advanced thermoelectric devices based on the Nernst effect.
中文翻译:
自插层范德华磁体 Cr1.25Te2 中的巨能斯特角
二维范德华 (vdW) 磁性材料的发现推动了技术设备的进步。能斯特效应在纵向热梯度存在下产生横向电压,在热电应用中显示出巨大的前景。在这项工作中,我们报道了 Cr 1.25 Te 的电子和热电传输特性,Cr Te 2 是一种层状自插层 vdW 材料,在 T N ∼191 K 处表现出反铁磁有序,然后在 T C ∼171 K 处表现出类似铁磁的相变。我们观察到 T C 和 T N 之间突出的拓扑霍尔效应和拓扑 Nernst 效应,这归因于非共面自旋纹理,由于竞争性铁磁和反铁磁相互作用而诱导了实空间 Berry 相。此外,我们表明 Cr 1.25 Te 2 表现出显著的反常 Nernst 效应,在 T C 附近具有 ∼37 % 的巨大 Nernst 角,最大 Nernst 热电系数为 0.52 μV/K。这些结果超过了传统铁磁体和其他二维 vdW 材料的结果,突出了 Cr 1.25 Te 2 作为基于 Nernst 效应的先进热电器件的有前途的候选者。
更新日期:2024-12-15
中文翻译:
自插层范德华磁体 Cr1.25Te2 中的巨能斯特角
二维范德华 (vdW) 磁性材料的发现推动了技术设备的进步。能斯特效应在纵向热梯度存在下产生横向电压,在热电应用中显示出巨大的前景。在这项工作中,我们报道了 Cr 1.25 Te 的电子和热电传输特性,Cr Te 2 是一种层状自插层 vdW 材料,在 T N ∼191 K 处表现出反铁磁有序,然后在 T C ∼171 K 处表现出类似铁磁的相变。我们观察到 T C 和 T N 之间突出的拓扑霍尔效应和拓扑 Nernst 效应,这归因于非共面自旋纹理,由于竞争性铁磁和反铁磁相互作用而诱导了实空间 Berry 相。此外,我们表明 Cr 1.25 Te 2 表现出显著的反常 Nernst 效应,在 T C 附近具有 ∼37 % 的巨大 Nernst 角,最大 Nernst 热电系数为 0.52 μV/K。这些结果超过了传统铁磁体和其他二维 vdW 材料的结果,突出了 Cr 1.25 Te 2 作为基于 Nernst 效应的先进热电器件的有前途的候选者。