Гетероструктуры (называемый Van der Waals {VdW}) привлекают большое внимание из-за их разнообразных физических и химических свойств. Гетероструктура VdW собрана, сложив два или больше различных 2D полупроводниковых кристалла друг на друге. Структура выращена, повторив практику, получающийся стек представляет искусственный материал, построенный в определенной последовательности, сродни блокам Lego.
Был огромный интерес к этим материалам, поскольку они поддерживают обширный потенциал в помощи науке найти новый полупроводник, который может заменить кремний, который разлагается и выделяется в окружающей среде. Гетероструктура VdW может преодолеть ограничения 2D кристаллов и предложить альтернативу для строительства и более мощных устройств хранения данных меньшего размера, суперкомпьютеров, применения лекарства и увеличенной памяти и графики в руке, проводимой устройствами.Электроны в полупроводниках бродят свободно и имеют внутренние состояния или ‘вращения’.
Этот ток вращения показывает магнитный заказ и может быть настроен, чтобы предотвратить энергетическое разложение, которое происходит естественно, когда информация обработана на обширных скоростях. Однако не у всех VdW есть это спиновое состояние; с научной точки зрения известный как антиферромагнитное государство. ПАРК Je-Geun, ученый из CCES, объясняет уникальные качества их проверенного материального NiPS3: «Составной фосфор никеля trisulfide (NiPS3) является свойственно магнитным материалом и является неоценимым стандартным блоком для дизайна для многослойных гетероструктур VdW». Центр первый, чтобы получить монослой и многослойные образцы магнитных материалов VdW; результаты закладывают основу развитию будущих полупроводников, которые являются высокой скоростью, низким энергетическим потреблением и очень компактный.
Материал VdW, на котором экспериментировала команда IBS, принадлежит классу фосфора металлов перехода trisulfides (MPS3) и, что еще более важно, показывает антиферромагнитный заказ. С дальнейшим развитием это может, теоретически, заменить кремний в качестве идеального материала для будущих магнитных полупроводников. О результатах, собранных командой IBS, прежде никогда не сообщали в форме ультратонких листов.
Научная работа команды, опубликованная 15 февраля в Научных Отчетах, обрисовала в общих чертах потенциал их работы как таковой: «Вне их уже захватывающих свойств эти гетероструктуры VdW и сверхрешетки могут показать еще более экзотическое поведение. В частности, для дизайна spintronic устройств материалы VdW, которые показывают магнитный заказ, были бы очень желательными стандартными блоками».Методы CCES & A Bright Future для 2D материаловИспользуя известный метод скотча, корейская команда расслоилась хлопья NiPS3 на кремний, увенчанный кремниевой окисью (SiO2).
Получающийся материал был подвергнут тяжелой бомбардировке лазеров высокой интенсивности: процесс по имени спектроскопия Рамана, разработанная, чтобы предоставить определенную информацию о молекулярных колебаниях. Другие формы атомного просмотра были выполнены, чтобы установить, насколько отличающийся атомный состав NiPS3, в сравнении, к его оптовой форме: MPS3. Команда сделала запись абсолютных различий в спектрах Рамана тонкого NiPS3 от навалочного груза и спектрах Рамана, различных ясно между листами различных чисел слоя.
Согласно бумаге эти результаты показывают «ключевое значение наших результатов, то, которые складывают магнетизм выставки комплексов MPS3, и антиферромагнитный заказ сильно под влиянием сцепления промежуточного слоя, как известно, происходит при умеренно низкой температуре». Вплоть до сих пор довольно дорого получить магнитные материалы окисей монослоя, поскольку это требует высококачественного устройства, и сам материал, менее вероятно, будет коммерчески доступен для технического использования.Это исследование демонстрирует, что монослой магнитный материал может быть получен, используя магнитный атом как никель (Ni), а также много других магнитных атомов, таких как железо (Fe).
Работа команды IBS, предварительно, закладывает основы будущему исследованию материалов памяти вращения. Исследование непрерывно стимулирует наше коллективное научное любопытство; мы в досягаемости точного контроля электронов и атомов, которые возвестили бы о начале новой эпохи научного исследования. Следующая миссия исследовательской группы состоит в том, чтобы получить магнитный материал монослоя при умеренной температуре.
Если они добьются успеха, это будет очень решающий шаг в коммерциализации магнитных полупроводников.