|
范德瓦爾斯(VDW) 材料由許多“堆疊”的二維層面組成，其不同尋常的電子性質和特殊磁性，為今后電子學（包括自旋電子學）的發展提供了條件。
皇家墨爾本理工大學（RMIT)的FLEET研究團隊在最近的一項研究中發現，當Fe3GeTe2（FGT）的厚度為200nm時將具有良好的性能。
這一開創性工作為新的研究領域（基于VDW異質結的自旋電子學）鋪平了道路。
二維VDW材料將用于制造新型高性能電子、光電和光子器件。
然而，大多數材料很少會顯示出必要的磁性，所以二維VDW材料在自旋電子學中的應用受到限制。
依據自旋電子學來講，具有硬磁性和近似矩形磁滯回線的VDW鐵磁金屬是必不可少的，垂直磁各向異性也是有利的。
皇家墨爾本理工大學（RMIT)的FLEET研究團隊對單晶Fe3GeTe2（FGT）納米片進行了異?；魻栃獧z測，當試樣厚度降到200 nm以下時可以得到所需要的磁性。
于是，研究人員開始定向研究FGT的材料性能在原子級厚度下的提升。
該研究的第一作者Cheng Tan稱：“長期以來，FGT一直被認為是最具發展潛力的VDW鐵磁金屬，但據其鐵磁性質（在所有溫度下，MR / MS比值和矯頑磁力都非常?。╋@示，FGT作為VDW磁異質結組成部分的潛力有限。”
然而，這些特性主要由與厚度相關的疇結構決定，并且分子束外延（MBE）生長和晶圓尺寸的FGT薄膜都可以提高的磁性能。
Tan解釋說：“因此我們降低了FGT的厚度，并不斷地檢測其性能。”
單晶FGT納米片霍爾效應的檢測結果顯示，磁性主要由其厚度決定，當材料厚度降到200nm以下時，可以達到所需要的磁性。這使得VDWFGT成為符合自旋電子學（基于VDW異質結）的鐵磁金屬。其他研究人員將以該結論為基礎展開研究。
為了便于鑒定其他候選材料，研究人員建立了一種模型可以廣泛用于檢測VDW鐵磁薄膜和納米片。這將為研究VDW原子層間是否存在磁耦合的人們提供新的研究思路。
該研究主題的領導者Lan Wang說：“這是令人振奮的、具有開創性的研究，它為一個新的研究領域鋪平了道路：基于VDW異質結的自旋電子學。”
Fe3GeTe2納米片與其他的VDW納米片進行堆疊，可用于具有巨磁阻效應和隧穿磁阻效應的多種元器件。自旋軌道轉矩和自旋場效應晶體管也有了進一步深入研究的可能性。
這可用于研制基于VDW磁體的多種元器件。例如，二維磁性拓撲絕緣體、由VDW鐵磁金屬堆疊形成的自旋軌道轉矩裝置。
今年四月，這項研究在Nature Communications上發表。由Nature的編輯Yu Gong（負責磁性材料和自旋電子學）選定，在4月份的Nature Communications Editors上，范德瓦爾斯Fe3GeTe2納米片的硬磁性在凝聚態物理學亮點中進行展示。
除了澳大利亞研究委員會提供的卓越中心基金外，該研究還得到了信息和通信技術研究所（IITP）、基礎科學研究計劃和韓國國家研究基金會（NRF）的支持。
FLEET & 納米制造
Wang, Tan 和Albarakati都是FLEET（由澳大利亞政府資助）的成員，他們研發了新一代超低能電子產品。
FLEET的主要研究凝聚態物理學中的各種可能性。功能設備的納米制造將是該研究中心成功的關鍵。該項目由Lan Wang 領導的技術B在FLEET內部進行協調，并將研究中心的三個研究課題聯系起來。
FLEET將澳大利亞在微米和納米制造領域的實力與世界領先的在范德華異質結制造方面的專業技術相結合，為先進原子級薄膜元器件制造奠定了基礎。
最近，皇家墨爾本理工大學Wang的課題組研發出了構建這種納米級結構的方法。這種納米級結構需要實現零耗散電流，其中包括兩個堆疊的二維半導體。
范德瓦爾斯異質結包括兩個不同的原子薄層，由范德瓦爾斯（VDW）力結合在一起。
這些納米結構是FLEET的研究課題1（拓撲材料）和研究課題2（激子超流體）的關鍵。
|
魯公網安備 37010202001033號