Pubblicazione JACS | CIQTEK SNVM consente la scoperta del ferromagnetismo a temperatura ambiente nel semiconduttore MnS₂

I ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia di Nanchino, guidati dal Prof. Erjun Kan e dal Prof. Associato Yi Wan, insieme al team del Prof. Kaiyou Wang presso l'Istituto dei Semiconduttori dell'Accademia Cinese delle Scienze, hanno raggiunto una svolta nello studio dei semiconduttori ferromagnetici bidimensionali (2D).

Utilizzando il Microscopio a scansione NV CIQTEK (SNVM) , la squadra con successo dimostrato ferromagnetismo a temperatura ambiente nel materiale semiconduttore MnS₂ I risultati sono stati pubblicati nel Rivista della American Chemical Society (JACS) sotto il titolo “Prova sperimentale del ferromagnetismo a temperatura ambiente nel semiconduttore MnS₂.”

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

Scoperta pionieristica nei semiconduttori ferromagnetici 2D

La scoperta di semiconduttori ferromagnetici 2D ha suscitato grandi aspettative per i progressi della Legge di Moore e della spintronica nella memoria e nell'informatica. Tuttavia, la maggior parte dei semiconduttori ferromagnetici 2D esplorati presenta temperature di Curie ben al di sotto della temperatura ambiente. Nonostante le previsioni teoriche di molti potenziali materiali ferromagnetici 2D a temperatura ambiente, la sintesi sperimentale di strutture metastabili ordinate e stabili rimane una sfida ardua.

In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un metodo di deposizione chimica da vapore (CVD) assistita da un modello per sintetizzare microstrutture di MnS₂ stratificate all'interno di un modello di ReS₂. Caratterizzazioni atomiche ad alta risoluzione hanno rivelato che la microstruttura di MnS₂ monostrato cristallizzava bene in una fase T distorta. Il bandgap ottico e la mobilità dei portatori dipendente dalla temperatura ne hanno confermato la natura semiconduttiva.

Combinando magnetometria a campione vibrante (VSM) , misure di trasporto elettrico , E imaging micromagnetico utilizzando CIQTEK SNVM , il team ha fornito solide prove sperimentali di ferromagnetismo a temperatura ambiente in MnS₂ Le misurazioni del trasporto elettrico hanno inoltre rivelato una componente anomala di resistenza Hall nei campioni monostrato. Calcoli teorici hanno inoltre indicato che questo ferromagnetismo deriva da interazioni Mn-Mn a corto raggio.

Questo lavoro non solo conferma il ferromagnetismo intrinseco a temperatura ambiente del MnS₂ stratificato, ma propone anche un approccio innovativo per la crescita di materiali 2D funzionali metastabili.

Due innovazioni chiave

• Ferromagnetismo intrinseco a temperatura ambiente nei monostrati di MnS₂:
  Lo studio dimostra sperimentalmente il ferromagnetismo intrinseco a temperatura ambiente nel semiconduttore MnS₂, risolvendo il conflitto di lunga data tra semiconduttività e magnetismo.

• Strategia CVD assistita da template per microstrutture ferromagnetiche metastabili:
  La strategia di sintesi sviluppata consente la fabbricazione scalabile di microstrutture ferromagnetiche metastabili.

Questi progressi stabiliscono MnS₂ come un piattaforma modello per spintronica 2D , offrendo una nuova strada per l'ingegneria di materiali magnetici a bassa dimensionalità.

ChatGPT:

Figura 2: Imaging magnetico microregionale

Figura 3: Misure di trasporto elettrico

CIQTEK SNVM: strumento chiave dietro la scoperta

IL Microscopio a scansione NV CIQTEK (SNVM) ha svolto un ruolo cruciale in questa ricerca. Il suo imaging magnetico su scala nanometrica ad alta precisione capacità erano essenziali per visualizzare e confermare le proprietà magnetiche di MnS₂. Questo studio evidenzia come Strumenti scientifici avanzati di CIQTEK stanno potenziando la ricerca di frontiera nella scienza dei materiali e nella fisica della materia condensata.

Questa svolta non solo guida il progresso negli studi sui materiali 2D, ma apre anche nuove opportunità per spintronica e tecnologie di memoria di nuova generazione .

Prova CIQTEK SNVM

CIQTEK SNVM è un sistema di imaging del campo magnetico su scala nanometrica leader a livello mondiale , offrendo:

• Intervallo di temperatura: 1,8–300 K

• Campo magnetico vettoriale: 9/1/1 T

• Risoluzione spaziale magnetica: 10 nm

• Sensibilità magnetica: 2 μT/Hz¹ᐟ²

Basato su Risonanza magnetica rilevata otticamente basata sul centro NV (ODMR) E microscopia a forza atomica (AFM) scansione di immagini, la SNVM fornisce alta risoluzione spaziale , elevata sensibilità magnetica , rilevamento multifunzionale , E misurazione non invasiva .

È uno strumento potente per la caratterizzazione del dominio magnetico, l'imaging antiferromagnetico, gli studi sulla superconduttività e la ricerca sui materiali magnetici 2D, che consente agli scienziati di esplorare i materiali con elevata precisione e sicurezza.