Magneto-excitonic duality from monolayer to trilayer CrSBr
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Abstract
Abstract Two-dimensional (2D) layered magnetic materials (LMMs) are a newly emerging class of van der Waals materials, opening new opportunities to study magneto-excitonic coupling. The air-stable, structurally and optically anisotropic A-type antiferromagnetic chromium sulfur bromide (CrSBr) is one of the most prominent examples of such LMMs. We investigate photoluminescence (PL) and PL excitation of mono- to tri-layers CrSBr and find that it exhibits a unique duplexity, supporting both Frenkel- and Wannier–Mott-like excitons. Our magneto-optical experiments reveal a similar excitonic response from the mono- and trilayer systems and a completely different signature in the bilayer flake. This shows a different origin of the low-lying excitonic species (A, A {}′ and B) in the band structure. We confirm the robustness of the magneto-excitonic coupling in few-layer CrSBr. Our work enables a more comprehensive exploration of the dual excitonic behavior in 2D materials.
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Research context
OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · Graphene research and applications · Iron-based superconductors research
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