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Cvitkovich, Lukas ; Zollner, Klaus ; Fabian, Jaroslav

Gate-tunable magnetic damping in van der Waals Heterostructures

Artikel

Cvitkovich, Lukas , Zollner, Klaus und Fabian, Jaroslav (2026) Gate-tunable magnetic damping in van der Waals Heterostructures. Arxiv preprint. (Eingereicht)

DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.80775


Zusammenfassung

Active control of magnetic damping is a crucial capability for the development of low-power, tunable spintronic devices. In this work, we demonstrate that the intrinsic magnetic damping of 2D materials is highly sensitive to the position of the Fermi level relative to spin-orbit driven anti-crossings, or "spin hot spots." Starting from a minimal multi-band model evaluated via Kamberský's ...

Active control of magnetic damping is a crucial capability for the development of low-power, tunable spintronic devices. In this work, we demonstrate that the intrinsic magnetic damping of 2D materials is highly sensitive to the position of the Fermi level relative to spin-orbit driven anti-crossings, or "spin hot spots." Starting from a minimal multi-band model evaluated via Kamberský's breathing Fermi surface theory, we elucidate the fundamental role that energy gaps and band alignment play in governing magnetic dissipation. We then translate these theoretical insights to van der Waals heterostructures, proposing a concrete mechanism for strongly tunable magnetic damping via electrostatic gating. This concept is validated from first principles via density functional theory calculations on a realistic Fe₃GeTe₂/graphene heterostructure. Our calculations reveal that an out-of-plane electric field selectively shifts the relevant energy bands, enabling the modulation of the heterostructure's magnetic damping over several orders of magnitude. These findings establish a robust theoretical framework and a promising materials platform for electrically tunable magnetization dynamics.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftArxiv preprint
Open Access ArtOA-Version in anderem Repositorium
Datum14 September 2026
Veröffentlichungsdatum22 Sep 2026 06:22
InstitutionenPhysik > Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE
Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (443416183)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Europäische Kommission (EU) (101135853)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.48550/arXiv.2609.15551DOI
2609.15551arXiv-ID
Stichwörter / Keywordsfirst principles, van der Waals heterostructures, magnetic damping
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusEingereicht
BegutachtetNein, diese Version wurde noch nicht begutachtet (bei preprints)
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-807750
Dokumenten-ID80775

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