在室溫下用氧化鉬納米薄片增強(qiáng)自旋電子器件的室溫磁性

使用電子自旋來處理數(shù)據(jù)的Spintronic器件正出現(xiàn)在半導(dǎo)體應(yīng)用的最前沿。保持領(lǐng)先地位，韓國科學(xué)家最近開發(fā)了一種新型納米材料，即使在室溫下也能顯示出均勻的鐵磁性。預(yù)計(jì)該材料將適用于未來的下一代電子設(shè)備。

智能電子設(shè)備數(shù)量的增長引發(fā)了人們對(duì)高功能納米材料的研究興趣的增長。 利用電子自旋特性來處理電子數(shù)據(jù)的自旋電子器件已成 為該領(lǐng)域的主要參與者。 韓國東國大學(xué)的Sejoon Lee教授指出：“例如，超高速邏輯和存儲(chǔ)電路，低功耗小型和輕型電子模塊以及量子計(jì)算系統(tǒng)可能是自旋電子學(xué)的未來應(yīng)用。”

最近，2D和2D準(zhǔn)材料，如α -鉬氧化物(α -MoO 3)，都獲得了研究關(guān)注于自旋電子裝置中使用，由于其獨(dú)特的物理，化學(xué)，機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性。 α- MoO 3特別具有吸引力，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)包括堆疊的2D層。這種結(jié)構(gòu)使其非常適合引入磁性，與傳統(tǒng)的3D塊狀材料相比，可以在許多設(shè)備中更有效地使用。

為了制造 α- MoO 3 納米片狀磁性，由李教授領(lǐng)導(dǎo)的韓國東國大學(xué)的科學(xué)家將碲原子摻雜到其晶格中，破壞了其結(jié)構(gòu)并釋放了電子。當(dāng)電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們也會(huì)在軸上旋轉(zhuǎn)。這種自旋產(chǎn)生稱為 自旋磁矩的磁性。幾個(gè)重疊電子的自旋一起使納米材料具有磁性。但是，為了使電子自旋產(chǎn)生磁矩，電子必須不成對(duì)。因此，在α- MoO 3 晶格中釋放的電子為材料增加了磁性?？缭骄Ц竦亩鄠€(gè)堆疊層，即使在室溫下也能感覺到磁性。這個(gè) 激動(dòng)人心的新研究 發(fā)表在 化學(xué)會(huì)期刊ACS Nano上。

科學(xué)家用掃描電子顯微鏡對(duì)摻碲的α- MoO 3 納米薄片進(jìn)行成像 ，發(fā)現(xiàn)表面光滑，并且磁性均勻地分布在材料上。這不同于常規(guī)的過渡金屬摻雜的磁性納米材料的情況，在傳統(tǒng)的過渡金屬摻雜的磁性納米材料中，磁性團(tuán)簇的形成和隨之而來的鐵磁性能的降低是主要問題。

Lee博士對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用持樂觀態(tài)度，他說： “合成的納米薄片可以有效地用于制造高質(zhì)量的室溫鐵磁半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。由于自旋電子設(shè)備既具有很高的能源效率，又對(duì)快速處理大量數(shù)據(jù)非常有用，因此可以在電子工業(yè)中創(chuàng)建新的范例。”