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神奇的世界:鑑定出具有鐵磁性的稀有二維絕緣體!


博科園美國能源部埃姆斯實驗室、布魯克海文國家實驗室和普林斯頓大學的合作科學家們發現了一種新的層狀鐵磁半導體,這是一種罕見的材料,有望應用於下...

- 2019年5月11日16時32分
- 科學文摘 / 博科園

博科園

美國能源部埃姆斯實驗室、布魯克海文國家實驗室和普林斯頓大學的合作科學家們發現了一種新的層狀鐵磁半導體,這是一種罕見的材料,有望應用於下一代電子技術。顧名思義,半導體是導電材料的「金髮」——不是金屬,也不是絕緣體,而是介於兩者之間一種「恰到好處」的材料。

半導體的導電性能可以通過改變和定製的方式改變,從而為世界現代電子能力打下基礎,尤其罕見的是那些更接近絕緣體而不是金屬。

新在半導體材料中發現的鐵磁性僅限於少數幾種主要是鉻基化合物。但研究人員在釩碘半導體中發現了鐵磁性,這種材料早已為人所知,但一直被忽視;而科學家孔泰則將其比作「在自家後院發現的寶藏」。現在他是普林斯頓大學化學教授拉塞爾·威爾曼·摩爾羅伯特·j·卡瓦實驗室的博士後研究員


在保羅·c·坎菲爾德的監督下完成了艾姆斯實驗室的博士研究。當新材料可能具有鐵磁響應時,孔向艾姆斯實驗室尋求磁疇的磁光學可視化,這是鐵磁的最終證明。能夠將這些材料剝離成二維層,讓我們有機會發現對電子技術進步可能有用的不尋常特性。

這有點像得到一個新的樂高積木形狀。擁有的東西越獨特,就能造出越酷的東西。半導體鐵磁性的優點是電子特性變得與自旋有關。電子沿著內部磁化使自旋對齊。Ames實驗室的科學家Ruslan Prozorov說:

這就產生了一個額外的控制旋鈕,可以通過改變磁場或其他更複雜的方法來控制流過半導體的電流,而可以攜帶的電流量可以通過摻雜(添加少量其他材料)來控制。這些控制行為的額外方法,以及發現新效應的潛力,是人們對發現同樣是鐵磁體的絕緣體和半導體如此感興趣的原因。



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