 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 90 | 回復(fù): 0 | |||
rlafite木蟲 (正式寫手)
|
[交流]
二維材料中磁性的電學(xué)控制有望推動自旋電子學(xué)的發(fā)展
|
|
二維材料中磁性的電學(xué)控制有望推動自旋電子學(xué)的發(fā)展 傳統(tǒng)電子器件通過利用電子的電荷來處理信息。在過去幾十年中，一些電子工程師一直在探索另一類器件的潛力，這類器件通過利用電子的內(nèi)稟磁矩（即自旋）來處理和存儲數(shù)據(jù)。 這些器件被稱為自旋電子學(xué)（spintronics）器件，與當前電子器件相比，它們可能消耗更少能量、處理數(shù)據(jù)更快，并且更容易實現(xiàn)小型化。對于致力于開發(fā)自旋電子器件的工程師來說，一個核心目標是尋找能夠在不浪費能量的情況下控制器件磁性的有效策略。 一種有前景的磁性控制方法是使用多鐵材料（multiferroics）。這類材料同時具有鐵電性和鐵磁性：鐵電性意味著材料中的正負電荷能夠永久分離，而鐵磁性則意味著材料中的磁矩能夠保持有序排列。當其中一種性質(zhì)能夠用來控制另一種性質(zhì)時，這種現(xiàn)象被稱為磁電耦合（magnetoelectric coupling）。 來自馬里蘭大學(xué)（UMD）及其他研究機構(gòu)的研究人員最近在一種范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了磁電耦合。該結(jié)構(gòu)由原子級厚度的材料層堆疊而成，這些層之間通過較弱的范德華力結(jié)合在一起。他們發(fā)表在《Nature Electronics》上的論文報道了在二維材料中對磁性的穩(wěn)定且可逆的電學(xué)控制。 論文通訊作者 Cheng Gong 在接受 Phys.org 采訪時表示： “據(jù)我所知，這項工作首次在實驗上證明了二維鐵電材料可以控制二維磁性。” “近年來，類似的由二維鐵電體和二維磁體組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)也被研究過，但這些工作沒有展示磁性的‘非易失性’電學(xué)控制。磁性中的易失性電效應(yīng)可能來源于簡單的電場效應(yīng)、靜電摻雜效應(yīng)或壓電效應(yīng)，而不是鐵電效應(yīng)。” “要證明鐵電性對鐵磁性的作用（即鐵電—鐵磁多鐵耦合），磁性的‘非易失性’電學(xué)響應(yīng)是明確無誤的證據(jù)，而這一點此前在科學(xué)界尚未被報道�！� 范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的多鐵磁電耦合 這項最新研究建立在該團隊早期關(guān)于二維多鐵材料研究的基礎(chǔ)之上。Gong 從 2019 年開始（當時他還是博士后研究員）便從理論上探索這些材料。 三年前，他在馬里蘭大學(xué)的研究團隊發(fā)表論文，展示了利用鐵電聚合物調(diào)控二維磁性材料的方法。在這項新研究中，Gong 和他的同事致力于實現(xiàn)二維鐵電體對二維磁體的控制。 Gong 表示： “我們近期研究的主要目標是構(gòu)建由二維鐵磁體和二維鐵電體組成的異質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，并展示二維磁性的非易失性電學(xué)效應(yīng)。這是兩種鐵性序（鐵電性和鐵磁性）之間耦合的確鑿證據(jù)。” 為了開展實驗，研究人員首先通過機械剝離法制備了鐵電材料 CuCrP₂S₆ 和鐵磁材料 Fe₃GeTe₂ 的二維薄片。隨后，他們將這些薄片逐層堆疊，形成一個多鐵異質(zhì)結(jié)。 研究人員精心制備了該異質(zhì)結(jié)，確保兩種材料之間的界面保持潔凈。他們使用了不同厚度的二維磁性層，當磁性層厚度小于 8 nm 時，成功在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了磁電耦合。 Gong 解釋道： “在低至 153 K 的溫度下，我們利用一種光學(xué)方法（即磁圓二色性）來探測二維 Fe₃GeTe₂ 在外加電壓作用下的磁性變化�！� “如果磁性的電學(xué)效應(yīng)是非易失性的，并且其開關(guān)電壓與二維鐵電體的矯頑電壓大致相等，這就構(gòu)成了多鐵磁電耦合建立的有力實驗證據(jù)。” 推動低功耗器件的發(fā)展 通過新提出的工程策略，Gong 和他的同事成功實現(xiàn)了對二維磁體磁性性質(zhì)的電學(xué)控制。值得注意的是，他們觀察到的效應(yīng)是可逆且非易失性的，這意味著該效應(yīng)可以通過實驗切換，同時在斷電后仍然保持穩(wěn)定。 Gong 表示： “這是首次在二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)中實驗觀察到磁性的非易失性電學(xué)效應(yīng)，從而清楚地證明了多鐵耦合的存在。” “雖然本工作中的演示仍然局限于低溫（153 K），但其清晰實現(xiàn)的非易失性功能預(yù)示著重要的器件應(yīng)用前景，包括非易失性存儲器和高能效自旋電子器件。” Gong 及其同事的最新研究有望為新型低功耗器件的發(fā)展鋪平道路，包括存儲器元件、傳感器和邏輯電路。這些器件可以利用電場而不是電流來工作。 與此同時，研究人員計劃繼續(xù)探索實現(xiàn)低電壓開關(guān)和強磁電耦合的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)方案，并嘗試推動這些結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制備。 Publication details Shanchuan Liang et al, Interferroic magnetoelectric coupling at CuCrP2S6/Fe3GeTe2 van der Waals heterojunctions, Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-025-01461-8. |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
264求調(diào)劑
已經(jīng)有7人回復(fù)
-
085600 材料與化工 298
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
266求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
0854總分272
已經(jīng)有6人回復(fù)
-
EST拒稿重投
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
歡迎采礦、地質(zhì)、巖土、計算機、人工智能等專業(yè)的同學(xué)報考
已經(jīng)有11人回復(fù)
-
0703化學(xué)學(xué)碩 288分
已經(jīng)有4人回復(fù)
-
接收調(diào)劑
已經(jīng)有23人回復(fù)
-
化學(xué) 0703求調(diào)劑 總分293 一志愿211
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
304分材料專碩求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 rlafite 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 0854總分272 +5 | 打小就是老實人 2026-03-02 | 6/300 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研]
 0703化學(xué)學(xué)碩 288分
+4
|
旅行中的紫葡萄 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 0703化學(xué)306調(diào)劑 +4 | 26要上岸 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 289求調(diào)劑 +7 | BrightLL 2026-03-02 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料學(xué)碩318求調(diào)劑 +15 | February_Feb 2026-03-01 | 17/850 |
|
|
|
[考研] 278求調(diào)劑 +3 | 滿天星11_22 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 288求調(diào)劑 +3 | 少71.8 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 0856調(diào)劑 +10 | 劉夢微 2026-02-28 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 321求調(diào)劑一志愿東北林業(yè)大學(xué)材料與化工英二數(shù)二 +5 | 蟲蟲蟲蟲蟲7 2026-03-01 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 0856材料調(diào)劑 +5 | 沿岸有貝殼OUC 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 085600材料工程一志愿中科大總分312求調(diào)劑 +9 | 吃宵夜1 2026-02-28 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 材料284求調(diào)劑，一志愿鄭州大學(xué)英一數(shù)二專碩 +15 | 想上岸的土撥鼠 2026-02-28 | 15/750 |
|
|
|
[考研] 化學(xué)，材料，環(huán)境類求調(diào)劑 +7 | 考研版棒棒 2026-03-02 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 261求調(diào)劑 +3 | 陸lh 2026-03-01 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 材料調(diào)劑 +3 | 恒順自然 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考博] 誠招農(nóng)業(yè)博士 +3 | 心欣向榮 2026-02-28 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 284求調(diào)劑 +10 | 天下熯 2026-02-28 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +6 | 亭亭亭01 2026-03-01 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 317一志愿華南理工電氣工程求調(diào)劑 +6 | Soliloquy_Q 2026-02-28 | 11/550 |
|
|
|
[高分子] 求環(huán)氧樹脂研發(fā)1名 +3 | 孫xc 2026-02-25 | 11/550 |
|