論文の概要: Quantum Noise Spectroscopy of Criticality in an Atomically Thin Magnet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05614v2
• Date: Thu, 15 Aug 2024 17:36:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-16 18:07:06.427602
• Title: Quantum Noise Spectroscopy of Criticality in an Atomically Thin Magnet
• Title（参考訳）: 原子状磁性体における臨界音の量子ノイズ分光
• Authors: Mark E. Ziffer, Francisco Machado, Benedikt Ursprung, Artur Lozovoi, Aya Batoul Tazi, Zhiyang Yuan, Michael E. Ziebel, Tom Delord, Nanyu Zeng, Evan Telford, Daniel G. Chica, Dane W. deQuilettes, Xiaoyang Zhu, James C. Hone, Kenneth L. Shepard, Xavier Roy, Nathalie P. de Leon, Emily J. Davis, Shubhayu Chatterjee, Carlos A. Meriles, Jonathan S. Owen, P. James Schuck, Abhay N. Pasupathy,
• Abstract要約: 我々は,2次元ファンデルワールス磁石CrSBrの臨界力学を研究するために,$T$ノイズ磁力計を実装した。 我々の研究は、2次元材料における臨界スケーリング挙動を解析するために、初めて$T$のノイズ磁力計を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3749481652856809
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Dynamic critical fluctuations in magnetic materials encode important information about magnetic ordering in the associated critical exponents. Using nitrogen-vacancy centers in diamond, we implement $T_2$ (spin-decoherence) noise magnetometry to study critical dynamics in a 2D Van der Waals magnet CrSBr. By analyzing NV decoherence on time scales approaching the characteristic correlation time $\tau_c$ of critical fluctuations, we extract the critical exponent $\nu$ for the correlation length. Our result deviates from the Ising prediction and highlights the role of long-range dipolar interactions in 2D CrSBr. Furthermore, analyzing the divergence of the correlation length suggests the possibility of 2D-XY criticality in CrSBr in a temperature window near $T_C$ where static magnetic domains are absent. Our work provides a first demonstration of $T_2$ noise magnetometry to quantitatively analyze critical scaling behavior in 2D materials.
• Abstract（参考訳）: 磁性材料の動的臨界変動は、関連する臨界指数における磁気秩序に関する重要な情報を符号化する。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心を用いて、2Dファンデルワールス磁石CrSBrの臨界ダイナミクスを研究するために、T_2$(スピンデコヒーレンス)ノイズマグネトメトリーを実装した。 特性相関時間$\tau_c$の臨界変動に近づく時間スケールにおけるNVデコヒーレンスを解析することにより、相関長に対して臨界指数$\nu$を抽出する。 本結果はIsing予測から逸脱し,2次元CrSBrにおける長距離双極子相互作用の役割を強調した。 さらに, 相関長のばらつきを解析した結果, 静的磁区が存在しない温度窓近傍のCrSBrにおける2D-XY臨界性の可能性が示唆された。 我々の研究は、2次元材料における臨界スケーリング挙動を定量的に解析するために、最初のT_2$ノイズマグネトメトリーのデモンストレーションを提供する。

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