Resumen del efecto MR en heteroestructuras FGT / grafito / FGT. (A) Imágenes ópticas y AFM de una heteroestructura FGT / grafito / FGT. El número de dispositivo es FPC3. Barras de escala, 5 μm. Las regiones rodeadas por la línea azul, línea roja, y la línea amarilla representan la capa superior de FGT, capa de grafito, y capa FGT inferior, respectivamente. (B) Diagrama esquemático del comportamiento de transporte de un efecto típico de GMR. (C) Mediciones de Rxx y Rxy dependientes del campo de una heteroestructura de FGT / grafito / FGT (muestra FPC3) a 50 K. Un bucle rodeado por una línea discontinua azul oscuro se muestra en la curva Rxx (B). (D) Valores de ΔRxx / Rxx para muestras con varios espesores de capa de grafito. Todos los datos se calculan para mediciones a 50 K. Las barras de error provienen del ruido de la medición. Crédito: Avances de la ciencia (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aaw0409
Una colaboración teórico-experimental a través de dos nodos FLEET ha descubierto nuevas propiedades magnéticas dentro de estructuras 2-D, con un gran potencial para los investigadores en el campo emergente de la espintrónica.
Los dispositivos espintrónicos utilizan una propiedad cuántica conocida como espín, además de la carga electrónica de la electrónica convencional. Por lo tanto, la espintrónica promete dispositivos electrónicos de baja energía y velocidad ultrarrápida con una funcionalidad significativamente mejorada.
El estudio RMIT-UNSW descubrió propiedades magnéticas nunca antes vistas en dispositivos conocidos como heteroestructuras vdW que comprenden varias capas de nuevos, Materiales 2-D. Los últimos resultados muestran que vdW spintronics podría proporcionar dispositivos con más funcionalidad, en comparación con los enfoques espintrónicos tradicionales. La investigación adicional podría generar dispositivos con importantes aplicaciones industriales.
Los materiales bidimensionales (2-D) ferromagnéticos de van der Waals (vdW) han surgido recientemente como bloques de construcción efectivos para una nueva generación de dispositivos espintrónicos. Cuando se coloca en capas con materiales vdW no magnéticos, como el grafeno y / o aislantes topológicos, Las heteroestructuras de vdW se pueden ensamblar para proporcionar estructuras y funcionalidades de dispositivos que de otro modo serían inalcanzables.
Los científicos estudiaron 2-D Fe 3 Obtener 2 (FGT), un metal que mostró propiedades ferromagnéticas prometedoras para dispositivos espintrónicos en un estudio anterior de FLEET. "Descubrimos un modo nunca antes visto de magnetorresistencia gigante (GMR) en el material, dice FLEET Ph.D. y el coautor del estudio, Sultan Albarakati.
A diferencia de lo convencional, dos estados GMR previamente conocidos (es decir, alta resistencia y baja resistencia) que ocurren en heteroestructuras de película delgada, Los investigadores también midieron GMR antisimétrico con un adicional, distinto estado de resistencia intermedia.
"Esto revela que las heteroestructuras ferromagnéticas vdW exhiben propiedades sustancialmente diferentes de estructuras similares, ", dice Sultan. Este sorprendente resultado es contrario a las creencias anteriormente sostenidas con respecto a GMR. Sugiere diferentes mecanismos físicos subyacentes en heteroestructuras vdW con potencial para mejorar el almacenamiento de información magnética.
Los cálculos teóricos indican que los tres niveles de resistencia son el resultado de una corriente polarizada de giro inducida por bloqueo de momento de giro en la interfaz grafito / FGT. "Este trabajo tiene un gran interés para los investigadores en materiales 2-D, espintrónica, y magnetismo, "dice el coautor FLEET Ph.D. Cheng Tan." Significa que los dispositivos tradicionales de magnetorresistencia de túneles, Los dispositivos de torsión en órbita de espín y los transistores de espín pueden recompensar que se vuelvan a investigar utilizando heteroestructuras vdW similares para revelar características igualmente sorprendentes ".
El estudio, "Magnetorresistencia gigante antisimétrica en van der Waals Fe 3 Obtener 2 / grafito / Fe 3 Obtener 2 heteroestructuras de tres capas, "fue publicado en Avances de la ciencia este mes.
Las mediciones detalladas del transporte de electrones del experimento fueron realizadas por una colaboración de investigadores dirigidos por el profesor de FLEET CI, Lan Wang (RMIT) y el subdirector de FLEET, el profesor Alex Hamilton (UNSW). utilizando heteroestructuras y dispositivos fabricados por el equipo del profesor Wang en RMIT.
