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崔屹院士，PNAS新突破！

來源：時間：2024-02-01 10:05:32 瀏覽：1841次

第一作者：Yecun Wu、Baiyang Wang

通訊作者：崔屹院士、Harold Y. Hwang

通訊單位：斯坦福大學

DOI: 10.1073/pnas.2314454121.

研究背景

自首次研究磁性薄膜以來，薄膜磁性一直是最重要的課題之一。最近發(fā)現(xiàn)，原子薄范德瓦爾斯（vdW）磁性材料通過機械剝離去除鄰近的層，恢復了一個全新的內(nèi)在二維（2D）磁性化合物庫，從而振興了2D磁性場。然而，對比傳統(tǒng)的物理沉積方法，基于機械剝離和轉移的vdW晶體工具箱存在產(chǎn)率低和環(huán)境腐蝕問題，當前磁性研究面臨新的挑戰(zhàn)。例如，在vdW晶體中形成磁超晶格是困難的，限制了vdW晶體層間相互作用的研究?；诖耍?span style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;color:#0099AD;">斯坦福大學崔屹院士和Harold Y. Hwang等人提出了一種對磁性vdW晶體Fe₃GeTe₂（FGT）的層間工程設計策略，即將季銨態(tài)陽離子插入到vdW間距中，基于插層量的方法可以形成三維（3D）vdW超晶格和2D vdW單分子層。

文章要點

1、作者將電化學的有機季銨鹽陽離子插入到Fe₃GeTe₂（FGT）的vdW間隙中。通過控制插入時間、電壓或電流，構建3D超晶格或2D單層磁體。3D FGT超晶格的矯頑力降低，疇壁尺寸增大。通過傳輸和RMCD測量的臨界行為擬合顯示了超晶格的強3D行為，β指數(shù)增加。最后，過度插入導致FGT薄片脫落，允許在環(huán)境中大規(guī)模制備FGT油墨。剝離的樣品被有機分子覆蓋，可在環(huán)境中處理原子薄樣品而不降解，并提高接近體積值的T_C。

2、隨便傳統(tǒng)沉積的磁性薄膜，盡管目前的能力僅限于探測穩(wěn)態(tài)，但插層在選擇緩沖層材料方面提供了更大的多功能性，而不考慮晶格錯配問題。這種多功能性不僅允許調(diào)整層間距離，而且有助于將摻雜引入系統(tǒng)。本工作通過層間工程的磁交換相互作用和各向異性調(diào)諧旋鈕補充了vdW磁晶體的工具箱，為磁應用提供了機會。它們提供了一個機會來誘導和控制新的自旋電子現(xiàn)象使用非均勻的客物種環(huán)境。未來電壓控插層的進展不僅加快了插層產(chǎn)生的3D超晶格的研究，而且促進了新興磁性器件的快速原型。

圖文展示

圖1.比較傳統(tǒng)的磁性薄膜與磁性vdW晶體

圖2.3D FGT超晶格的形成與表征

圖3. 3D FGT超晶格的輸運和區(qū)域結構

圖4. 3D FGT超晶格的維數(shù)

圖5. 2D FGT幾層的形成和磁性能

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