Rajapintojen ferromagnetismin löytö 2D-antiferromagneettisissa heterorakenteissa

27. joulukuuta 2022 (Nanowerk-uutiset) Van der Waals (vdW) magneetit ja niiden heterorakenteet ovat nousseet uusina alustoina tutkia eksoottisia magneettisia järjestyksiä ja kvanttiilmiöitä. Kahden eri magneettisen järjestyksen yhdistäminen ja magneettisen läheisyyden tutkiminen rajapinnassa on kuitenkin suurelta osin tutkimatta. Tämä voisi mahdollistaa magneettisten vuorovaikutusten moduloinnin ja eksoottisten magneettisten vaiheiden ja ominaisuuksien luomisen. Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä Japanista, Yhdysvalloista, Tanskasta ja Kiinasta on tutkinut kerrostettujen antiferromagneettien, CrI, heterorakenteita.3 ja CrCl3, joilla on kohtisuora ja tasossa oleva magneettinen anisotropia, ja raportoivat havainnoistaan ​​lehdessä Luonto Viestintä ("Sähkökentällä viritettävän rajapinnan ferromagnetismin syntyminen 2D-antiferromagneettisissa heterorakenteissa"). Kaksikerroksisen (2L) CrI:n magneettisten perustilojen kaaviot3 ja muutaman kerroksen (FL) CrCl3 ennen (vasemmalla) ja jälkeen (oikealla) muodostaen heterorakenteen. Rajapinnassa syntyy ferromagneettinen rajapintojen kytkentä. (b) 2L CrI:n MOKE-tulokset3 ja 2L CrI3/FL CrCl3 heterorakenne. Merkittävä neliömäinen hystereesisilmukka havaitaan heterorakenteelle, joka osoittaa rajapinnan ferromagnetismin kohtisuoralla anisotropialla (ei ole kummassakaan 2L CrI:ssä3 tai FL CrCl3 itsestään). Upotuskuvat kuvaavat magneettisia maatiloja. (Kuva: Yong P. Chen et al.) Ryhmää johti professori Yong P. Chen, päätutkija Tohokun yliopiston Advanced Institute for Materials Researchista (WPI-AIMR). Chen on myös professori Purduen yliopistossa ja Århusin yliopistossa Tanskassa. Tohtori Guanghui Cheng, WPI-AIMR:n apulaisprofessori, joka työskenteli Chenin laboratoriossa, suoritti kokeet tutkimusta varten. Chen ja hänen tiiminsä käyttivät magneto-optista Kerr-efektimikroskopiaa karakterisoidakseen magneettista käyttäytymistä muutamaan atomikerrokseen asti. "Huomiottavaa on, että havaitsimme nousevan rajapinnan ferromagnetismin, kun saatettiin nämä kaksi antiferromagneettia yhteen, ja kriittinen lämpötila oli jopa korkeampi kuin molemmilla ainesosilla", Chen sanoi. Ryhmä osoitti, että CrCl:ssä on tason ulkopuolinen magneettinen järjestys3 kerros CrI:n läheisyydessä3. Rajapinnan magnetismi osoitti merkittävästi parantunutta sähkökentän viritettävyyttä, jyrkästi toisin kuin aiemmin tutkittu portilla viritettävä vdW-magneettilaite (kuten doping-dominoitu ohjaus kaksikerroksisessa CrI:ssä3). Uusi viritettävyys johtuu heterorakenteen luonnollisesti katkenneesta rakenteellisesta inversiosymmetriasta, mikä mahdollistaa ennennäkemättömän suoran spin-varauskytkennän. "Nämä havainnot viittaavat jännittäviin mahdollisuuksiin tutkia eksoottisia magneettisia vaiheita ja suunnitella uusia spintronilaitteita vdW-heterorakenteissa", Chen lisäsi.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62080.php