【摘 要】
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铁磁二维材料的发现,为磁存储、磁编码和光子芯片等领域提供了广阔的发展前景。通过磁场、电压、静电掺杂和压力调控等方式,磁序可在铁磁性和反铁磁性间变换,这为利用磁光耦合进行信息的传输提供了基础。到目前为止,已经发现了多种金属、绝缘体甚至半导体二维铁磁和反铁磁材料。薄层铁磁Cr2Ge2Te6表现出P型半导体特性;薄层铁磁金属Fe3GeTe2通过锂离子栅压,增强载流子浓度,提高居里温度至室温;磁性拓扑绝缘
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铁磁二维材料的发现,为磁存储、磁编码和光子芯片等领域提供了广阔的发展前景。通过磁场、电压、静电掺杂和压力调控等方式,磁序可在铁磁性和反铁磁性间变换,这为利用磁光耦合进行信息的传输提供了基础。到目前为止,已经发现了多种金属、绝缘体甚至半导体二维铁磁和反铁磁材料。薄层铁磁Cr2Ge2Te6表现出P型半导体特性;薄层铁磁金属Fe3GeTe2通过锂离子栅压,增强载流子浓度,提高居里温度至室温;磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4具有层数相依赖的磁相。然而,到目前为止,很少有二维范德华磁性材料显示出发光和激子特性,微激光的磁调控是亟需解决的难题。CrI3的PL来自配位场所允许的d-d电子跃迁,因为强烈的电子振动耦合,CrI3产生非常宽的光致发光（PL）峰,半峰全宽为100-200nm,这对其在磁光电子器件上的应用造成了极大的阻碍;在反铁磁NiPS3中,由于其临界场高达10 T,导致利用磁场和电场来操控其自旋磁矩的翻转极其困难。本文针对微激光的磁调控,设计并通过原位定点转移方法制备了CrI3/microsphere垂直增益结构,利用微球腔的透镜作用和增强屏蔽效应从而增强增益区域与光学模式之间的耦合,提高二维铁磁CrI3的自发辐射效率,产生了半峰全宽～5 nm的回音壁模式（Whispering Gallery Mode,WGM）PL,实现了近红外的WGMPL的磁场控制和三态编码,本工作为光子集成芯片上的磁编码微激光研究提供了新的思路。论文主要研究内容如下:1、CrI3/microsphere和未耦合微球腔区域的CrI3的变温RMCD实验结果显示:二者的居里温度为～50K,表明CrI3耦合SiO2微球腔后并不会对CrI3本身的居里温度产生影响。2、CrI3/microsphere的光泵浦实验结果显示:SiO2微球腔的回音壁模式使得CrI3/microsphere产生了半峰全宽～5 nm的窄而强的WGM PL。3、CrI3/microsphere的WGM PL磁调控实验表明:圆极化的WGM PL与CrI3的磁序相耦合,在+1 T（-1 T）的面外磁场作用下,右旋（左旋）圆极化的WGM PL占优势,通过施加+1、0、-1、0到-1 T之间的循环磁场来操纵每个WGM PL的极化率和强度差来实现多波长的三态编码。
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