Panoramica dell'effetto MR nelle eterostrutture FGT/grafite/FGT. (A) Immagini ottiche e AFM di un'eterostruttura FGT/grafite/FGT. Il numero del dispositivo è FPC3. Barre della scala, 5 micron. Le regioni circondate dalla linea blu, linea rossa, e la linea gialla rappresentano lo strato FGT superiore, strato di grafite, e strato FGT inferiore, rispettivamente. (B) Diagramma schematico per il comportamento di trasporto di un tipico effetto GMR. (C) Misurazioni Rxx e Rxy dipendenti dal campo di un'eterostruttura FGT/grafite/FGT (campione FPC3) a 50 K. Nella curva Rxx(B) è mostrato un anello circondato da una linea tratteggiata blu scuro. (D) Valori Rxx/Rxx per campioni con vari spessori di strato di grafite. Tutti i dati sono calcolati per misurazioni a 50 K. Le barre di errore provengono dal rumore della misurazione. Credito: Progressi scientifici (2019). DOI:10.1126/sciadv.aaw0409
Una collaborazione teorico-sperimentale tra due nodi FLEET ha scoperto nuove proprietà magnetiche all'interno di strutture 2-D, con un potenziale entusiasmante per i ricercatori nel campo emergente della spintronica.
I dispositivi spintronici utilizzano una proprietà quantistica nota come spin, oltre alla carica elettronica dell'elettronica convenzionale. Spintronics promette quindi dispositivi elettronici a bassa energia ad altissima velocità con funzionalità notevolmente migliorate.
Lo studio RMIT-UNSW ha scoperto proprietà magnetiche mai viste prima in dispositivi noti come eterostrutture vdW che comprendono diversi strati di nuovi, Materiali 2-D. Gli ultimi risultati mostrano che vdW spintronics potrebbe fornire dispositivi con più funzionalità, confronto con i tradizionali approcci spintronici. Ulteriori ricerche potrebbero generare dispositivi con applicazioni industriali significative.
I materiali ferromagnetici van der Waals (vdW) bidimensionali (2-D) sono recentemente emersi come elementi costitutivi efficaci per una nuova generazione di dispositivi spintronici. Quando stratificato con materiali vdW non magnetici, come grafene e/o isolanti topologici, Le eterostrutture vdW possono essere assemblate per fornire strutture e funzionalità del dispositivo altrimenti irraggiungibili.
Gli scienziati hanno studiato il Fe . 2-D 3 GeTe 2 (FGT), un metallo trovato per mostrare proprietà ferromagnetiche promettenti per i dispositivi spintronici in un precedente studio FLEET. "Abbiamo scoperto una modalità mai vista prima di magnetoresistenza gigante (GMR) nel materiale, dice FLOTTA Ph.D. e studio co-autore Sultan Albarakati.
A differenza del convenzionale, due stati GMR precedentemente noti (cioè, alta resistenza e bassa resistenza) che si verificano nelle eterostrutture a film sottile, i ricercatori hanno anche misurato il GMR antisimmetrico con un ulteriore, stato di resistenza intermedio distinto.
"Questo rivela che le eterostrutture ferromagnetiche vdW presentano proprietà sostanzialmente diverse da strutture simili, " afferma Sultan. Questo risultato sorprendente è contrario alle credenze precedentemente sostenute riguardo alla GMR. È suggestivo di diversi meccanismi fisici sottostanti nelle eterostrutture vdW con il potenziale per una migliore memorizzazione delle informazioni magnetiche.
I calcoli teorici indicano che i tre livelli di resistenza sono il risultato di una corrente polarizzata indotta dallo spin-momentum all'interfaccia grafite/FGT. "Questo lavoro ha un notevole interesse per i ricercatori in materiali 2-D, spintronica, e magnetismo, ", afferma il co-autore FLEET Ph.D. Cheng Tan. "Significa che i tradizionali dispositivi di magnetoresistenza a tunneling, i dispositivi di coppia spin-orbita e i transistor di spin possono premiare una nuova indagine utilizzando eterostrutture vdW simili per rivelare caratteristiche altrettanto sorprendenti".
Lo studio, "Magnetoresistenza gigante antisimmetrica in van der Waals Fe 3 GeTe 2 /grafite/Fe 3 GeTe 2 eterostrutture a tre strati, " è stato pubblicato in Progressi scientifici questo mese.
Le misurazioni dettagliate del trasporto degli elettroni dell'esperimento sono state eseguite da una collaborazione di ricercatori guidati dal prof. utilizzando eterostrutture e dispositivi fabbricati dal team del Prof Wang all'RMIT.
