Intercalando i protoni nel ferromagnete di van der Waals Cr1.2 Te2 nanofiocchi, un gruppo di ricercatori ha indotto con successo una transizione di fase magnetica a temperatura ambiente dal ferromagnetismo all'antiferromagnetismo.
La collaborazione ha coinvolto professori del Laboratorio ad alto campo magnetico dell'Istituto di scienze fisiche di Hefei, dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), dell'Università di tecnologia di Hefei, dell'Università di tecnologia della Cina meridionale e dell'Università di scienza e tecnologia della Cina.
La ricerca è stata recentemente pubblicata su Physical Review Letters .
Il controllo della direzione della magnetizzazione nei ferromagneti bidimensionali è vitale per lo sviluppo di dispositivi spintronici supercompatti e non volatili. Nei tradizionali dispositivi spintronici, la direzione della magnetizzazione può solitamente essere cambiata da un campo magnetico locale indotto dalla corrente o dalla coppia di trasferimento dello spin. Tuttavia, l'elevata densità di portatori nei ferromagneti itineranti di van der Waals è difficile da regolare, il che ha ostacolato i progressi in questo settore.
In questa ricerca, i ricercatori hanno fabbricato cristalli singoli di alta qualità e hanno scoperto che Cr1.2 Te2 i nanofiocchi esfoliati da questi cristalli hanno mostrato cicli di isteresi di forma quadrata a temperatura ambiente, confermando il loro alto valore pratico.
Ulteriori studi hanno scoperto che a T=200 K, il magnetismo in un Cr1,2 spesso 40 nm Te2 il nanoflake ha mostrato un'evoluzione non monotona rispetto alla tensione di gate. Nello specifico, con la resistività di Hall anomala prima in aumento e poi in diminuzione.
Quando la concentrazione del drogaggio elettronico ne =3,8×10 21 cm -3 a Vg =-14 V, la resistività di Hall anomala è scomparsa, rivelando una possibile transizione di fase magnetica.
L'analisi teorica ha dimostrato che il drogaggio di tipo elettronico può essere ottenuto in Cr1.2 intercalato con protoni Te2 e una transizione di fase magnetica da FM ad AFM può essere realizzata con una concentrazione critica di drogaggio di circa 10 21 cm -3 , il che è coerente con le loro osservazioni sperimentali.
Secondo il team, questa transizione di fase da FM ad AFM in un magnete di van der Waals a temperatura ambiente potrebbe portare a dispositivi spintronici migliorati.
Ulteriori informazioni: Cheng Tan et al, Transizione di fase magnetica a temperatura ambiente in un ferromagnete van der Waals sintonizzato elettricamente, Lettere di revisione fisica (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.166703
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
