Возможно, потребуется переписать правила, касающиеся магнитного порядка. Исследователи обнаружили, что селенид хром (Cr₂Se₃) - традиционно немагнитной в натуральном виде-превращается в магнитный материал, когда снижена до атомарно тонких слоев. Этот вывод противоречит предыдущим теоретическим предсказаниям, и открывает новые возможности для применения в спинтронике. Это может привести к более быстрым, коротким и более эффективным электронные компоненты для смартфонов, для хранения данных, и другие необходимые технологии.
Международная исследовательская группа из Университета Тохоку, Университета Де Лоррейн (синхротронного солей), Национального синхротронного излучения (исследовательский центр NSRRC), высокая энергия ускорителя научно-исследовательской организации, и Национальные институты квантовой науки и техники успешно прибыли двумерный Cr₂Se₃ тонких пленок на поверхности графена методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Путем систематического уменьшения толщины из трех слоев в один слой и анализируя их с высокой яркость синхротронного рентгеновского излучения, команда сделала удивительное открытие. Этот вывод оспаривает устоявшиеся теоретические прогнозы о том, что двумерные материалы не могут поддерживать магнитное заказа.
"Когда мы впервые наблюдали ферромагнитного поведения в этих ультра-тонких пленок, мы были в шоке", - объясняет профессор Такафуми Сато (изв-АИМР, университет Тохоку), ведущий исследователь. "Общепринятая теория говорила нам, что этого не должно было произойти. Что еще более удивительно то, что чем тоньше мы сделали фильмов, тем сильнее магнитные свойства стали -- полностью противоречит тому, что мы ожидали".
А трехмерные Cr₂Se₃ кристаллы проявляют антиферромагнетизма (где магнитные моменты компенсируют друг друга), двумерной версии превращаются в ферромагнитных материалах. Еще более удивительно, ферромагнитный переход температуры увеличивается, как фильмы становятся тоньше.
С помощью микро-проводится анализ электронных состояний, исследователи выявили механизм этого явления: электроны проводимости вводят от подложки графен через интерфейс в Cr₂Se₃ являются решающим фактором, позволяющим высокотемпературный ферромагнетизм в этих ультра-тонких пленок.
Современная электроника, в основном используют электрические свойства электронов. Однако, "спинтроника" кроме того, используются магнитные свойства, которые могут предложить улучшения производительности. Это открытие существенно расширяет возможности для применения в спинтронике, что потенциально может привести к более энергоэффективных электронных устройств. Дальнейшие действия исследовательская группа будет использовать новый синхротронный центр NanoTerasu ускорить свои исследования с высоким разрешением анализ.
Это исследование было опубликовано онлайн в характере связи на 18 апреля 2025,.
Комментарии