自旋电子学迎新成果,科学家在室温下实现范德华异质结的自旋注入
当前,最新的芯片技术已经接近原子尺度,采用先前的物理规律,很难进一步地缩小器件尺寸。面对尺寸效应带来的一系列问题,人们不得不从新材料和新物理中寻找突破口,以为下一代芯片做好准备。
(资料图片)
想要在原子尺度研发芯片,就要从支撑芯片的材料开始,来探索新材料的物理性质。
其中,凭借在薄至单原子层(亚纳米)尺度之下仍能保持出色物理特性的优势,二维材料被视为下一代芯片的首选材料之一。而它真正地引起人们的广泛关注,是在发现单层石墨烯的科学家被授予 2010 年诺贝尔物理奖之后。随后十几年间,学界相继发现了其他二维材料,比如绝缘体、半导体、超导体和拓扑材料等。
由于范德华力的作用,当把不同的二维材料堆叠起来,就能形成一种异质结构---范德华(van der Waals)异质结,这种异质结也是一个研究新奇物理性质和概念验证的绝佳平台。
图| 芯片发展时间表(来源:Nature communications)
直到最近几年,人们才发现相比传统磁材料,二维绝缘体 Cr2Ge2Te6、半导体(CrX3)和金属 FexGeTe2(x=3-5)等二维磁性材料具有很多优势。
比如,只需一个原子层就能形成铁磁性,双原子层却能构成反铁磁材料的 CrX3。而传统金属磁性材料由于其电屏蔽效应过强,导致很难实现栅极调控。
对于不少二维磁性材料来说,通过栅极调控不仅可以实现磁性的调控,还可以实现居里温度的巨大改变。该类材料还能带来近邻效应、转角堆叠等功能,故能提供较多的操控方式。
具体到应用场景上,二维金属磁性材料可被用作磁性隧道结、斯格明子和自旋轨道扭矩存储器器件,也能搭载在超快自旋电子学技术之中。
然而,目前大多数二维磁性材料的居里温度很低,一些器件的电子操作必须在低温下进行,这无疑给二维磁性材料的实际应用带来了巨大的障碍。
基于此,瑞典查尔姆斯理工大学博士后赵兵和所在团队开展了一项研究。期间,他们首次实现了室温下范德华异质结的自旋注入、输运和探测等动力学过程,并提出一种二维材料磁性或自旋纹理的全新探测方法,为自旋电子学领域带来了一项重要成果。
其有望加速基于二维磁性材料的实际应用,比如基于自旋的存储器、逻辑和神经形态计算体系结构的重要基本单元等。
图 | 赵兵(来源:赵兵)
日前,相关论文以《一种具有范德瓦尔斯铁磁体 Fe5GeTe2/ 石墨烯异质结构的室温自旋阀》(A Room-Temperature Spin-Valve with van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2/Graphene Heterostructure)为题发表在 Advanced Materials 上[1]。
图 | 相关论文(来源:Advanced Materials)
赵兵是第一作者,瑞典乌普萨拉大学比普拉布·萨业欧(Biplab Sanyal)教授和瑞典查尔姆斯理工大学萨罗伊 P.达什(Saroj P. Dash)教授担任共同通讯作者。
研究中,考虑到金属 FexGeTe2 会随着 Fe 原子的富集浓度增加,其居里温度也会进一步提高。因此,该课题组携手合作者,合成了居里温度高达室温的 Fe5GeTe2。
进一步地,他们制作了 Fe5GeTe2/ 石墨烯异质结、以及横向自旋阀器件。室温之下的输运测试证明,在一系列自旋阀操作中,该类器件具备较好的鲁棒性,这为探测二维材料中磁性和多方向自旋极化提供了新思路。
同时,赵兵的合作者使用密度泛函理论,对 Fe5GeTe2/ 石墨烯异质结构的磁性加以研究,让实验结果得到了很好的支持。
(来源:Advanced Materials)
目前,基于对该类二维磁性材料的理解,课题组已经协同合作者,通过掺杂 Fe5GeTe2 得到一系列的二维磁性材料,在材料性质上涵盖面内磁各向异性和垂直磁各向异性,在材料类型上则涵盖铁磁和反铁磁等,物理背景比较丰富。基于这些材料,该团队也将开展更深入的研究。
参考资料:
1.Zhao, B., Ngaloy, R., Ghosh, S., Ershadrad, S., Gupta, R., Ali, K., ... & Dash, S. P. (2023). Room Temperature Spin‐Valve with van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2/Graphene Heterostructure. Advanced Materials, 2209113.
责任编辑:
标签:
抢先读
- 世界视讯!三角梅先养树后开花怎么办 三角梅先养树后开花如何解决
- 德芙巧克力有营养吗 德芙巧克力有没有营养
- 当前播报:麦子什么时候浇水好 小麦浇水在什么时期浇
- 环球快看点丨水稻长到什么时候浇水好 种植水稻的浇水时间
- 世界实时:牛奶能做花肥吗 纯牛奶可以浇花做肥料吗
- 环球新资讯:啤酒禁忌与什么食物一起吃 啤酒不能和什么一起吃
- 茉莉花二次开花后怎么养 茉莉花二次开花后如何养
- 非洲和平代表团抵达乌克兰
- 天天实时:火炬开花后怎么养 火炬开花后如何养护
- 农村适合种什么药材 农村种植哪些药材收益高|全球看热讯
- 四川省1-5月居民消费价格(CPI)同比上涨0.8%
- 东兴晨报
- 每日时讯!韩军方称打捞起部分朝鲜航天器残骸 将进行精密分析
- 信质集团(002664.SZ):拟以不低于7585万元参与竞拍购买公司现有厂房之北边地块-热议
- 能见度不足50米!甘肃敦煌突遇沙尘暴天气_全球实时
- 第33个全国节能宣传周将于7月10日启动|焦点观察
- 天天快报!高考考生们,这些“套路”骗局要当心
- 全球动态:插混市场第二名争夺战打响了
- 脐橙开花后怎么养 脐橙开花后如何养-环球报道
- 世界即时:科技部高新司现代服务业与空天处处长李伟为邹平市无人农场示范基地揭牌
- A股高开高走:创业板指涨1.44% 两市超3000股飘红|全球快看点
- 前沿热点:上身小山下身真山二字结合乃是大山打一个字(上身小山)
- 焦点热议:【天眼问政】人行道矗立“迷你”消防栓 过往行人很受伤
- 品味延城小菜:探寻延边美食的独特魅力_快看
- 天天观速讯丨大连市将设立大连市政府引导母基金,首期规模100亿元
- 新动态:腾讯、阿里、美团等21股纳入首批“双柜台证券” 华泰柏瑞恒生科技ETF配置价值凸显
- 热门:今明两日厦门将迎来暴雨 最高气温在27℃左右
- 上交所:本周对退市未来、退市辅仁等退市整理股票进行重点监控_世界球精选
- 美国疾控中心:枪支暴力推波助澜 青少年谋杀率飙升|全球今日报
- 关注:中信建投证券:紫晶存储事件先行赔付专项基金已完成有效申报的赔付金额约占总赔付金额的91%
- 全球焦点!威海:“小马迷途”莫要慌 警察叔叔帮找回
- 电子商务绿色发展大会隆重召开
- 哪些方法可以解决索尼相机删除的视频问题
- 香港房屋委员会:2023/24年度可供编配公屋单位约24100个
- 世界滚动:一图读懂丨2023九江市迎端午龙舟赛最强攻略
- 【国际漫评】这是没有新谣可造了吗?
- 天天微速讯:近十年故障8次 韩国政府举行记者会发布福岛核电站相关信息
- 单说“记录日志”机制没什么对错,但还需要通过新技术来克服提高效率|天天快消息
- 世界快消息!糙米有营养吗 糙米有什么营养价值与功效呢
- 每日头条!德尔未来: 德尔未来科技控股集团股份有限公司公开发行可转换公司债券2023年跟踪评级报告
- 8万级SUV再添新潮品,2023款欧萌达焕新上市!_热点
- 讯息:几道家常小菜,餐桌上很受欢迎,色香味俱全,值得尝试
- 市农业农村局联合大运集团重金助农稳粮
- 焦点精选!甬金股份: 浙江甬金金属科技股份有限公司公开发行可转换公司债券受托管理事务报告(2022年度)
- 宝宝喝排骨汤有营养吗 宝宝喝排骨汤有哪些营养价值
- 学生百余份外卖被扔?当地教育局回应 全球快看点
- 天天新资讯:宁夏银川:打造平台统筹科技资源
- 金融知识万里行丨招商银行上海分行积极开展6月“普及金融知识万里行”活动 世界观速讯
- 怀化市鹤城区审计局全力推进“保交楼、稳民生”工作
- 华夏幸福:截至5月31日累计未能如期偿还债务金额合计279.38亿元 环球快讯
- 沙土适合种什么花 沙土适合种哪些花 天天时快讯
- 今年以来,许多知名外企高管来华,外交部:乐见深耕中国市场 世界快资讯
- Raf Simons 2023春夏系列,纯色也有修身的柔美
- 演唱会那些没放出来的票,都去哪儿了? 环球观焦点
- 锦州举行海上搜救综合演练提高应急救援能力
- 多省份公布高温津贴发放标准:多地月标准达300元,海南最长发7个月
- 焦点速读:英特尔发布最新量子研究芯片“Tunnel Falls”,加快量子计算研究和布局
- 讯息:追问|美国紧急进口中国抗癌药物,全球药物短缺如何破解?
- 清雷科技全线医疗级产品亮相中关村科学城公司创新合伙人峰会 世界看点
- 热到怀疑人生 基本情况讲解 每日热讯
- 当前观点:【天眼问政】贵阳花果园湿地公园出现福寿螺 相关部门已及时清理
- 第九届上交会来袭 擎朗医疗机器人参展 环球关注
- 自旋电子学迎新成果,科学家在室温下实现范德华异质结的自旋注入
- 奥斯特里茨会战时间(奥斯特利茨会战)
- 一图读懂“亮剑浦江”上海个人信息保护专项行动:为期半年,“剑”指八大消费场景
- 世界今日报丨乌克兰全境拉响防空警报!
- 快资讯:39.4℃!北京热到破纪录,明天高温继续
- 6月16日招商丰拓灵活混合C净值上涨0.68%
- 爱就像闪电它来去无踪为何如此善变是什么歌
- 上海机场披露5月运输生产情况
- 火灾损失三千还被罚款一万,这到底冤不冤?_全球热点
- 转让松下微波炉股权争议再升级!云赛智联、松下表态 热点
- 2岁萌娃失去双臂,用脚练习拧盖喂奶,还可以用脚择菜,网友:“加油宝贝!”
- 【聚看点】江西省上饶市余干县检察院到醴陵市检察院交流公益诉讼检察工作
- 房屋抵押贷款最长可以贷几年 贷款前需要看征信吗
- 生态环境部:从未授权任何单位或个人开展“生态环境导向的开发(EOD)模式”项目相关活动-全球热讯
- “这麦子地毯,比什么装修都好看!”
- 【地评线】东湖评论:打好“三张牌”助力中国品牌“走出去”-天天短讯
- 郑州:持续扩大基本医保“覆盖网” 让参保居民异地就医更便捷|快看
- 上交所:本周对退市未来、退市辅仁等退市整理股票进行重点监控
- 百事通!“国家工信安全中心-广州大学数字经济创新发展研究院”揭牌
- 景区回暖曲江文旅领涨,酒店收跌首旅酒店领跌|当前关注
- 天天热议:邕宁区:“荷塘月色”惹人醉
- 当前热议!冰冻丰年虾有营养吗 冰冻丰年虾有没有营养
- 巩义市北山口镇开展防范非法集资宣讲进企业活动_环球关注
- 我国经济运行保持恢复态势 重点在六方面发力 世界短讯
- 即时:两部门部署加强2023届高校毕业生档案转递
- 焦点快播:南方适合种什么药材 南方适合种植的中药材汇总
- 倒计时100天!杭科院的这场誓师大会气氛拉满
- 焦点快看:以学正风,养成俭朴之风
- 硅烷科技接待11家机构的调研,预计2025年上半年7000吨硅烷气项目全部实现投产-观点
- 鹏扬淳享债券基金分红
- 银川端午黄河外滩有什么活动 天天消息
- 讲述精彩故事 尽显文化自信-环球新要闻
- 观速讯丨“三高”老年人的饮食痛点
- 三星Z Fold5真机曝光 全新设计-世界快播报
- 天镇县气象台发布大风蓝色预警【Ⅳ级/一般】【2023-06-16】_环球时快讯
- 青岛端午假期骑行好去处
- 环球热资讯!豆地什么时候浇水好 豆地什么时间浇水好
- 夸克发布2023年高考志愿报告:AI相关专业关注度上升最快_看热讯