Dispositivo Hall-bar su conduttore di protoni solido utilizzato per le misurazioni. Credito:FLEET
Una collaborazione sino-australiana ha dimostrato per la prima volta che l'accoppiamento interstrato in un materiale van der Waals (vdW) può essere ampiamente modulato da una porta protonica, che iniettano protoni ai dispositivi da un solido ionico.
La scoperta apre la strada a nuovi entusiasmanti usi dei materiali vdW, con l'inserimento di protoni una nuova importante tecnica, ora disponibile per la più ampia comunità di ricerca sui materiali 2-D.
Lo studio è stato condotto da ricercatori FLEET presso RMIT, in una collaborazione continuativa con l'organizzazione partner FLEET High Magnetic Field Laboratory, Accademia cinese delle scienze (CAS).
Regolazione delle forze intercalari nei materiali van der Waals
Materiali Van der Waals, di cui la grafite è la più famosa, sono fatti di molti strati 2-D tenuti insieme da deboli, forze elettrostatiche.
I singoli strati di materiali vdW possono essere isolati singolarmente, come il famoso metodo dello scotch per produrre grafene, o impilati con altri materiali per formare nuove strutture.
"Ma le stesse deboli forze interstrato che rendono i materiali vdW così facili da separare limitano anche le applicazioni di questi materiali nella tecnologia futura, " spiega il primo autore dello studio, FLOTTA Ricercatore Dr. Guolin Zheng.
Un accoppiamento interstrato più forte nei materiali vdW aumenterebbe significativamente l'uso potenziale in dispositivi ad alta temperatura che utilizzano l'effetto Hall anomalo quantistico, e nei multiferroici 2-D.
FLOTTA CI A/Prof Lan Wang. Credito:RMIT
Il nuovo studio condotto da RMIT ha dimostrato che l'accoppiamento in un materiale vdW, Fe 3 GeTe 2 (FGT) nanoflakes, può essere ampiamente modulato da una porta protonica.
Con l'aumento dei protoni tra gli strati, aumenta l'accoppiamento magnetico tra gli strati.
"Più sorprendentemente, con più protoni inseriti nei nanoflakes FGT a una tensione di gate più elevata, abbiamo osservato un bias di scambio raffreddato a campo zero raramente visto con valori molto grandi, ", afferma il coautore A/Prof Lan Wang.
La riuscita realizzazione della polarizzazione di scambio sia raffreddata a campo che a campo zero in FGT implica che l'accoppiamento interstrato può essere ampiamente modulato dall'inserimento del protone indotto dal gate, aprendo la strada a molte applicazioni di materiali vdW che richiedono un forte accoppiamento di interfaccia.
"Accoppiamento intercalare sintonizzato sul cancello in ferromagnete di van der Waals Fe 3 GeTe 2 Nanoflakes" è stato pubblicato su APS Lettere di revisione fisica nel luglio 2020.
