Публикация JACS | CIQTEK SNVM позволяет обнаружить ферромагнетизм при комнатной температуре в полупроводнике MnS₂

Исследователи из Нанкинского университета науки и технологий под руководством профессора Эрджуна Кана и доцента И Вана совместно с командой профессора Кайю Вана из Института полупроводников Китайской академии наук совершили прорыв в изучении двумерных (2D) ферромагнитных полупроводников.

Используя Сканирующий микроскоп NV CIQTEK (SNVM) , команда успешно продемонстрировано ферромагнетизм при комнатной температуре в полупроводниковом материале MnS₂ Результаты исследования были опубликованы в Журнал Американского химического общества (JACS) под названием «Экспериментальное доказательство ферромагнетизма при комнатной температуре в полупроводнике MnS₂».

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10107

Новаторское открытие в области двумерных ферромагнитных полупроводников

Открытие двумерных ферромагнитных полупроводников породило большие надежды на развитие закона Мура и спинтроники в области памяти и вычислений. Однако большинство исследованных двумерных ферромагнитных полупроводников имеют температуру Кюри значительно ниже комнатной. Несмотря на теоретические предсказания множества потенциальных двумерных ферромагнитных материалов, существующих при комнатной температуре, экспериментальный синтез упорядоченных и стабильных метастабильных структур остаётся сложной задачей.

В данном исследовании исследователи разработали метод химического осаждения из газовой фазы (CVD) с использованием шаблона для синтеза слоистых микроструктур MnS₂ в шаблоне ReS₂. Высокоразрешающая атомная характеристика показала, что монослойная микроструктура MnS₂ хорошо кристаллизуется в искажённой T-фазе. Оптическая ширина запрещённой зоны и температурно-зависимая подвижность носителей заряда подтвердили её полупроводниковую природу.

Объединяя вибрационная магнитометрия (VSM) , измерения электрического транспорта , и микромагнитная визуализация с использованием CIQTEK SNVM , команда предоставила убедительные экспериментальные доказательства Ферромагнетизм при комнатной температуре в MnS₂ Измерения электропереноса также выявили аномальную компоненту холловского сопротивления в монослоевых образцах. Теоретические расчёты также показали, что этот ферромагнетизм обусловлен короткодействующими взаимодействиями Mn–Mn.

Эта работа не только подтверждает собственный ферромагнетизм слоистого MnS₂ при комнатной температуре, но и предлагает инновационный подход к выращиванию метастабильных функциональных 2D-материалов.

Два ключевых прорыва

• Собственный ферромагнетизм при комнатной температуре в монослоях MnS₂:
  Исследование экспериментально демонстрирует наличие собственного ферромагнетизма при комнатной температуре в полупроводнике MnS₂, разрешая давний конфликт между полупроводимостью и магнетизмом.

• Стратегия химического осаждения из газовой фазы с использованием шаблона для получения метастабильных ферромагнитных микроструктур:
  Разработанная стратегия синтеза позволяет масштабировать изготовление метастабильных ферромагнитных микроструктур.

Эти достижения подтверждают, что MnS₂ является модельная платформа для 2D спинтроники , предлагая новый путь для проектирования низкоразмерных магнитных материалов.

ЧатGPT

Рисунок 2: Микрорегиональная магнитная томография

Рисунок 3: Измерения электрического транспорта

CIQTEK SNVM: ключевой инструмент, лежащий в основе открытий

The Сканирующий микроскоп NV CIQTEK (SNVM) сыграл решающую роль в этом исследовании. Его высокоточная наномасштабная магнитная визуализация Возможности были необходимы для визуализации и подтверждения магнитных свойств MnS₂. Это исследование показывает, как Передовые научные приборы CIQTEK способствуют развитию передовых исследований в области материаловедения и физики конденсированных сред.

Этот прорыв не только стимулирует прогресс в двумерном материаловедении, но и открывает новые возможности для спинтроника и технологии памяти нового поколения .

Опыт CIQTEK SNVM

CIQTEK SNVM это ведущая в мире система визуализации магнитного поля в наномасштабе , предлагая:

• Диапазон температур: 1,8–300 К

• Векторное магнитное поле: 9/1/1 Тл

• Магнитное пространственное разрешение: 10 нм

• Магнитная чувствительность: 2 мкТл/Гц¹ᐟ²

На основе Оптически детектируемый магнитный резонанс (ODMR) на основе NV-центра и атомно-силовая микроскопия (АСМ) сканирующее изображение, SNVM обеспечивает высокое пространственное разрешение , высокая магнитная чувствительность , многофункциональное обнаружение , и неинвазивное измерение .

Это мощный инструмент для характеризации магнитных доменов, получения антиферромагнитных изображений, исследования сверхпроводимости и исследования двумерных магнитных материалов, позволяющий ученым исследовать материалы с высокой точностью и уверенностью.