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性能提升 功能拓展 二維鐵磁半導體新方法!

2024年04月23日 10:29:02來源:化工儀器網(wǎng)點擊:9254
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  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】二維半導體,包括過渡金屬二摻雜物(TMDs),在電子學和光子學領域備受關(guān)注,作為下一代晶體管溝道材料,二維半導體被納入國際半導體器件與系統(tǒng)路線圖,但其固有形式仍然是非磁性的。
 
  作為一種二維半導體材料,二硫化鉬憑借多種優(yōu)點成為解決硅基器件微縮瓶頸、以及構(gòu)筑集成度更高、速度更快、功耗更低的下一代新型芯片的理想材料。
 
  近日,湖北工業(yè)大學Hong Jeongmin教授團隊在《自然》子刊“npj-自旋電子學”發(fā)表了自旋電子學領域取得的最新成果,論文題目為“用二硫化鉬(MoS2)制備室溫光敏鐵磁半導體”。
 
  研究團隊使用氦離子束輻照處理機械剝離的MoS2,使它在室溫下表現(xiàn)出半導體和鐵磁性,通過相關(guān)理論計算證實納米孔的控制導致了磁性的存在。此外,多層MoS2的輻照結(jié)果表明,磁矩隨著層數(shù)的增加而增大
 
  同時,氦離子束處理前后,導電性幾乎保持不變。經(jīng)過處理的MoS2自旋電子器件在光、磁場和/或電場的作用下顯示出"開/關(guān)"開關(guān),這意味著二維光敏鐵磁半導體功能在室溫下得到了成功展示
 
  研究結(jié)果表明,通過氦離子研磨(HIM) 處理獲得的具有可控納米孔的MoS2單層和多層膜,顯示出高密度室溫磁性,研究表征了具有可控納米孔結(jié)構(gòu)的MoS2薄膜的室溫鐵磁性和光敏性。MoS2 FET器件的I-V曲線表明,HIM處理很好地保留了MoS2的半導體特性。
 
  使用MoS2薄膜制作的自旋光開關(guān)器件展示了該器件的光學、電學和磁學可調(diào)的多重可調(diào)特性。此外,該器件還顯示了光敏磁化開關(guān),可用作光敏鐵磁半導體。并且該論文找到在室溫下獲得二維鐵磁半導體的方法,該方法對其他二維半導體的處理同樣適用,是一種實現(xiàn)自旋電子器件的重要方法有助于自旋電子器件的性能提升和功能拓展。
 
  (資料來源:中國科學報)

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