美國(guó)能源部埃姆斯實(shí)驗(yàn)室、布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和普林斯頓大學(xué)的合作科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的層狀鐵磁半導(dǎo)體，這是一種罕見(jiàn)的材料，有望應(yīng)用于下一代電子技術(shù)。顧名思義，半導(dǎo)體是導(dǎo)電材料的“金發(fā)”——不是金屬，也不是絕緣體，而是介于兩者之間一種“恰到好處”的材料。

半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可以通過(guò)改變和定制的方式改變，從而為世界現(xiàn)代電子能力打下基礎(chǔ)，尤其罕見(jiàn)的是那些更接近絕緣體而不是金屬。

新在半導(dǎo)體材料中發(fā)現(xiàn)的鐵磁性?xún)H限于少數(shù)幾種主要是鉻基化合物。但研究人員在釩碘半導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)了鐵磁性，這種材料早已為人所知，但一直被忽視；而科學(xué)家孔泰則將其比作“在自家后院發(fā)現(xiàn)的寶藏”?，F(xiàn)在他是普林斯頓大學(xué)化學(xué)教授拉塞爾·威爾曼·摩爾羅伯特·j·卡瓦實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員

在保羅·c·坎菲爾德的監(jiān)督下完成了艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的博士研究。當(dāng)新材料可能具有鐵磁響應(yīng)時(shí)，孔向艾姆斯實(shí)驗(yàn)室尋求磁疇的磁光學(xué)可視化，這是鐵磁的最終證明。能夠?qū)⑦@些材料剝離成二維層，讓我們有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)電子技術(shù)進(jìn)步可能有用的不尋常特性。

這有點(diǎn)像得到一個(gè)新的樂(lè)高積木形狀。擁有的東西越獨(dú)特，就能造出越酷的東西。半導(dǎo)體鐵磁性的優(yōu)點(diǎn)是電子特性變得與自旋有關(guān)。電子沿著內(nèi)部磁化使自旋對(duì)齊。Ames實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Ruslan Prozorov說(shuō)：

這就產(chǎn)生了一個(gè)額外的控制旋鈕，可以通過(guò)改變磁場(chǎng)或其他更復(fù)雜的方法來(lái)控制流過(guò)半導(dǎo)體的電流，而可以攜帶的電流量可以通過(guò)摻雜(添加少量其他材料)來(lái)控制。這些控制行為的額外方法，以及發(fā)現(xiàn)新效應(yīng)的潛力，是人們對(duì)發(fā)現(xiàn)同樣是鐵磁體的絕緣體和半導(dǎo)體如此感興趣的原因。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自: 艾姆斯實(shí)驗(yàn)室

參考期刊文獻(xiàn):《Advanced Materials》

DOI: 10.1002/adma.201970126

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