可視化二維磁絕緣子的原子結(jié)構(gòu)和磁性
NUS科學(xué)家已經(jīng)證明了使用掃描隧道顯微鏡表征二維(2-D)磁絕緣子的原子結(jié)構(gòu)以及電子和磁性能的通用方法。
二維磁體的最新發(fā)現(xiàn)以及范德華(vdW)異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的發(fā)展提供了前所未有的機(jī)會(huì)，不僅探索了減小尺寸的令人興奮的磁性物理學(xué)，而且為量子技術(shù)應(yīng)用開發(fā)了新一代自旋電子器件。該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展涉及原子級(jí)對(duì)二維磁體及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子和磁性的理解。不幸的是，對(duì)于二維磁絕緣體，直接應(yīng)用常規(guī)掃描隧道顯微鏡(STM)技術(shù)以了解有關(guān)材料性能的更多信息并不可行。STM成像依靠量子隧穿效應(yīng)，電子從原子尖銳的尖端隧穿到導(dǎo)電樣品，反之亦然。由于沒有導(dǎo)電路徑，因此不能用于研究絕緣的散裝材料。
一新加坡國立大學(xué)研究小組從化學(xué)系的教授炯魯?shù)膸ьI(lǐng)下，新加坡國立大學(xué)已經(jīng)證明STM的應(yīng)用研究絕緣反鐵磁鉻(III)碘(CRI 3)通過與基于石墨烯的范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)(見圖)將它們的晶體。這項(xiàng)工作是與國大材料科學(xué)與工程系的Kostya S. Novoselov教授合作進(jìn)行的。他們的技術(shù)擴(kuò)展了STM的能力，使其能夠用于研究絕緣材料，從而獲得有關(guān)2-D磁體中磁序的見解。
通過用單層石墨烯覆蓋被研究材料，研究團(tuán)隊(duì)能夠通過在低溫條件下使用STM成像來獲得剝落的CrI 3的堆疊順序和層間磁耦合，該CrI 3厚幾層。他們還確定了磁性結(jié)構(gòu)，并證明STM成像可以區(qū)分CrI 3的鐵磁結(jié)構(gòu)和反鐵磁結(jié)構(gòu)(幾層厚)。這是由于磁態(tài)與覆蓋的石墨烯的特殊相互作用。
盧教授說：“我們的方法本質(zhì)上是通用的，它代表了 原子尺度表征，各種磁絕緣子及其vdW異質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子結(jié)構(gòu)，電子和磁性能領(lǐng)域的突破。它可以促進(jìn)2的發(fā)展。 -D下一代自旋電子器件的磁絕緣體
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