El Centro del IBS para sistemas de electrones correlacionados CCES informa las primeras láminas atómicamente finas del material magnético Van der Waals.
Las heteroestructuras denominadas Van der Waals {VdW} están atrayendo mucha atención debido a sus diversas propiedades físicas y químicas. Una heteroestructura VdW se ensambla apilando dos o más cristales semiconductores 2D diferentes uno encima del otro.La estructura se desarrolla repitiendo la práctica, la pila resultante representa un material artificial construido en una secuencia determinada, similar a los bloques de Lego. Ha habido un gran interés en estos materiales ya que tienen un gran potencial para ayudar a la ciencia a encontrar un nuevo semiconductor que puedaReemplace el silicio que se descompone y segrega en un entorno natural. Una heteroestructura VdW puede superar las limitaciones de los cristales 2D y ofrecer una alternativa para la construcción de dispositivos de almacenamiento, supercomputadoras, administración de medicamentos y memoria mejorada y gráficos mejorados en dispositivos de mano más pequeños y más potentes..
Los electrones dentro de los semiconductores deambulan libremente y tienen estados internos o 'espines'. Estas corrientes de espín exhiben un orden magnético y pueden ajustarse para evitar la disipación de energía que ocurre naturalmente cuando la información se procesa a grandes velocidades. Sin embargo, no todos los VdW tienen este estado de espín; científicamente conocido como un estado antiferromagnético. PARK Je-Geun, un científico de CCES, explica las cualidades únicas de su material probado NiPS3: "El compuesto trisulfuro de níquel-fósforo NiPS3 es un material intrínsecamente magnético y es un bloque de construcción invaluable para eldiseño para heteroestructuras de VdW de varias capas ". El Centro es el primero en obtener muestras monocapa y multicapa de materiales VdW magnéticos; los resultados sientan las bases para el desarrollo de futuros semiconductores que sean de alta velocidad, bajo consumo de energía y altamente compactos".
El material VdW en el que el equipo del IBS experimentó pertenece a una clase de trisulfuros de fósforo de metales de transición MPS3 y, lo que es más importante, exhibe un orden antiferromagnético. Con desarrollos adicionales, teóricamente puede reemplazar al silicio como un material ideal para futuros semiconductores magnéticos.Los resultados recopilados por el equipo de IBS nunca antes se habían informado en forma de hojas ultrafinas. El artículo científico del equipo, publicado el 15 de febrero en Scientific Reports, describió el potencial de su trabajo como tal: "Más allá de sus propiedades ya fascinantes, estosLas heteroestructuras y superredes de VdW pueden exhibir un comportamiento aún más exótico. En particular, para el diseño de dispositivos espintrónicos, los materiales de VdW que muestran un orden magnético serían bloques de construcción muy deseables ".
Métodos de CCES y Un futuro brillante para materiales 2D
Utilizando la técnica de cinta Scotch bien establecida, el equipo coreano exfolió escamas de NiPS3 sobre silicio cubierto con óxido de silicio SiO2. El material resultante fue sometido a un fuerte bombardeo de láseres de alta intensidad: un proceso llamado espectroscopía Raman, diseñado paraproporcionar información específica sobre las vibraciones moleculares. Se realizaron otras formas de exploración atómica para determinar cuán diferente es la composición atómica de NiPS3 en comparación con su forma masiva: MPS3. El equipo registró diferencias marcadas en los espectros Raman de NiPS3 delgado deel material a granel y los espectros Raman variaron claramente entre láminas de diferentes números de capas. Según el documento, estos resultados exhiben una "importancia clave de nuestros resultados es que los compuestos de MPS3 a granel exhiben magnetismo, y se sabe que el orden antiferromagnético fuertemente influenciado por el acoplamiento entre capascolocar a temperatura moderadamente baja ". Hasta ahora, es bastante costoso obtener materiales de óxidos de monocapa magnética, ya que requierees un dispositivo de alta gama y es menos probable que el material en sí mismo esté disponible comercialmente para uso técnico.
Este estudio demuestra que el material magnético monocapa se puede obtener utilizando átomos magnéticos como el níquel Ni, así como muchos otros átomos magnéticos como el hierro Fe. El trabajo del equipo del SII es, tentativamente, sentar las bases para el futuroestudio de materiales con memoria de espín. La investigación está continuamente impulsada por nuestra curiosidad científica colectiva; estamos al alcance del control preciso de electrones y átomos que anunciarían una nueva era de exploración científica. La próxima misión del equipo de investigación es obtener un material de monocapa magnéticaa temperatura moderada. Si tienen éxito, será un paso crucial en la comercialización de semiconductores magnéticos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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