作者:李思辉,张金光 来源:中国科学报 发布时间:2024/4/22 19:22:47
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科学家发现制备室温下获得二维铁磁半导体新方法

 

《中国科学报》从湖北工业大学获悉,日前该校Hong Jeongmin教授团队在《自然》子刊“npj-自旋电子学”发表了自旋电子学领域取得的最新成果,论文题目为“用二硫化钼(MoS2)制备室温光敏铁磁半导体”。湖北工业大学理学院、芯片产业学院青年教师陆晶晶为第一作者,Hong Jeongmin教授为论文通讯作者,湖北工业大学为第一单位。

二维半导体,包括过渡金属二掺杂物(TMDs),在电子学和光子学领域备受关注,但其固有形式仍然是非磁性的。使用氦离子束辐照处理机械剥离的MoS2,使它在室温下表现出半导体和铁磁性,通过相关理论计算证实纳米孔的控制导致了磁性的存在。此外,多层MoS2的辐照结果表明,磁矩随着层数的增加而增大。氦离子束处理前后,导电性几乎保持不变。经过处理的MoS2 自旋电子器件在光、磁场和/或电场的作用下显示出"开/关"开关,这意味着二维光敏铁磁半导体功能在室温下得到了成功展示。

结果表明,通过氦离子研磨(HIM) 处理获得的具有可控纳米孔的MoS2单层和多层膜,显示出高密度室温磁性,研究表征了具有可控纳米孔结构的MoS2薄膜的室温铁磁性和光敏性。MoS2 FET器件的I-V曲线表明,HIM处理很好地保留了MoS2的半导体特性。使用MoS2薄膜制作的自旋光开关器件展示了该器件的光学、电学和磁学可调的多重可调特性。此外,该器件还显示了光敏磁化开关,可用作光敏铁磁半导体。

该论文找到在室温下获得二维铁磁半导体的方法,该方法对其他二维半导体的处理同样适用,是一种实现自旋电子器件的重要方法,有助于自旋电子器件的性能提升和功能拓展。

相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s44306-024-00009-4

 
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