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磁性石墨烯在绝缘体和导体之间切换

导读 研究人员发现,某些超薄磁性材料可以在高压下从绝缘体切换到导体,这种现象可用于开发下一代电子和存储器件。 由剑桥大学领导的国际研究团

研究人员发现,某些超薄磁性材料可以在高压下从绝缘体切换到导体,这种现象可用于开发下一代电子和存储器件。

由剑桥大学领导的国际研究团队表示,他们在“ 物理评论快报 ”杂志上发表 的 研究结果将有助于理解材料的电子和结构特性之间的动态关系,有时也被称为“磁性石墨烯”。 ',可能代表了生产二维材料的新方法。

磁性石墨烯或三硫代磷酸铁(FePS 3)来自称为范德瓦尔斯材料的一族材料,并且最初是在20世纪60年代合成的。然而,在过去的十年中,研究人员开始 用新鲜的眼睛看待FePS 3。与石墨烯类似 - 二维形式的碳 - FePS 3 可以“剥离”成超薄层。然而,与石墨烯不同,FePS 3 是磁性的。

电子的固有磁源的表达被称为“自旋”。旋转使得电子表现得像微小的条形磁铁并以某种方式指向。电子自旋排列的磁性被用于大多数存储器件中,并且对于开发诸如自旋电子学之类的新技术是重要的,这可以改变计算机处理信息的方式。

尽管石墨烯具有非凡的强度和导电性,但它不具有磁性这一事实限制了其在磁存储和自旋电子学等领域的应用,因此研究人员一直在寻找可与基于石墨烯的器件结合的磁性材料。

对于他们的研究,剑桥研究人员 在高压(大约10千兆帕斯卡)下将FePS 3层压在一起,他们发现它在绝缘体和导体之间切换,这种现象称为莫特过渡。也可以通过改变压力来调节电导率。

这些材料的特征在于其晶体结构平面之间的机械力弱。在压力下,平面被压在一起,逐渐地和可控地将系统从三维推向二维,从绝缘体到金属。

研究人员还发现,即使在两个维度上,材料也保留了其磁性。“由于波动的不稳定作用,二维磁性几乎违反了物理定律,但在这种材料中,似乎是真的,”剑桥大学地球科学系和物理系的塞巴斯蒂安海因斯博士说。第一作者。

该材料便宜,无毒且易于合成,并且通过进一步研究,可以结合到基于石墨烯的装置中。

“我们正在继续研究这些材料,以便对其性质建立一个可靠的理论理解,”海恩斯说。“这种理解最终将成为设备工程的基础,但我们需要良好的实验线索,以便为理论提供一个良好的起点。我们的工作指向了生产具有可调节和联合电气,磁性和电子特性的二维材料的令人兴奋的方向。“

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