論文の概要: Anomalous magneto-optical response at $\mathrm{RuO_2 / WSe_2}$ van der Waals interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.20262v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 14:11:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.902189
• Title: Anomalous magneto-optical response at $\mathrm{RuO_2 / WSe_2}$ van der Waals interface
• Title（参考訳）: $\mathrm{RuO_2 / WSe_2}$ van der Waals 界面における異常磁気光学応答
• Authors: Muhammad Hassan Shaikh, Abhijith Puthiya Veettil, Collin Maurtua, Dai Q. Ho, Subhash Bhatt, David T. Plouff, Malitha Gulawita, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, John Q. Xiao, Anderson Janotti, Chitraleema Chakraborty,
• Abstract要約: 反磁性候補として二酸化窒素(mathrmRuO$)が提案されているが、磁気基底状態はいまだに議論の余地がある。 ここでは、磁気近接効果(MPE)を用いた(001)配向$mathrmRuO$膜の表面の弱い界面磁気状態を探索する。 以上の結果から, 作用磁場範囲内では従来の線形ゼーマン応答を生じない$mathrmRuO$の弱い表面磁気状態に付随する界面交換場により, 谷状状態が支配されることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.041244287595653
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Ruthenium dioxide ($\mathrm{RuO_2}$) has been proposed as an altermagnetic candidate, although its magnetic ground state remains controversial. Here, we probe weak interfacial magnetic states at the surface of (001)-oriented $\mathrm{RuO_2}$ films using the magnetic proximity effect (MPE) in a van der Waals heterostructure consisting of monolayer tungsten diselenide ($\mathrm{WSe_2}$) atop $\mathrm{RuO_2}$. Temperature-dependent magneto-optical spectroscopy reveals an anomalous excitonic energy shift and a deviation from conventional Varshni behavior below 55 K that are absent in an encapsulated $\mathrm{WSe_2}$ control sample. The anomalous shift reverses sign upon field cooling with opposite magnetic field polarity, indicating a magnetic origin. Polarization-resolved measurements further show a nearly field-independent and fluctuating valley splitting in $\mathrm{WSe_2 / RuO_2}$ in strong contrast to the conventional linear Zeeman splitting observed in the control bare $\mathrm{WSe_2}$ sample. These results suggest that the valley states are governed predominantly by interfacial exchange fields associated with weak surface magnetic states in $\mathrm{RuO_2}$, which do not produce a conventional linear Zeeman response within the applied magnetic field range. Importantly, this approach enables direct optical probing of emergent surface magnetism without introducing an additional ferromagnetic layer, positioning MPE-based optical probing as a tool for investigating weak surface magnetism and offering new possibilities for studying magnetic materials with controversial magnetic states.
• Abstract（参考訳）: ルテニウム2(\mathrm{RuO_2}$)は反磁性候補として提案されているが、磁気基底状態は議論の余地がある。 ここでは, (001) 配向の$\mathrm{RuO_2}$膜の表面の弱い界面磁気状態を, 単層タングステンジエレン化物 (\mathrm{WSe_2}$) からなるファンデルワールスヘテロ構造における磁気近接効果 (MPE) を用いて探索する。 温度依存性の磁気光学分光法は、異常な励起エネルギーシフトと、カプセル化された$\mathrm{WSe_2}$制御サンプルに存在しない55K以下の従来のヴァルシュニの挙動から逸脱することを明らかにする。 異常シフトは、磁場の極性と反対の磁場の極性を持つ磁場冷却の符号を逆転させ、磁場の起源を示す。 さらに, 偏光分解測定により, $\mathrm{WSe_2 / RuO_2}$でほぼ非依存性で変動する谷分割が, 制御された裸の$\mathrm{WSe_2}$サンプルで観測された従来の線形ゼーマン分裂と強く対照的に示された。 これらの結果は, 作用磁場範囲内での従来の線形ゼーマン応答を生じさせない, $\mathrm{RuO_2}$の弱い表面磁気状態に付随する界面交換場によって, バレー状態が支配されることを示唆している。 重要なことに、このアプローチは、追加の強磁性層を導入することなく、創発性表面磁性の直接光プローブを可能にし、MPEベースの光プローブを弱い表面磁性を調査するためのツールとして位置づけ、議論を呼んでいる磁気状態を持つ磁性物質の研究に新たな可能性を提供する。

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