一項理論與實驗合作的研究，發現了二維結構中的新磁性能，這對自旋電子學新興領域研究具有令人興奮的潛力。自旋電子器件除了使用傳統電子器件的電荷外，還使用一種稱為自旋的量子特性。因此，自旋電子學有望實現具有顯著增強功能的超高速低能電子設備。rmit和新南威爾士大學的研究發現，在由數層新穎的二維材料組成，被稱為vdW異質結構的器件中，存在著從未見過的磁性能。
最新結果表明，與傳統的自旋電子學方法相比，vdW自旋電子學可以為器件提供更多的功能。進一步的研究可以產生具有重大工業應用價值的設備。二維(2-D)範德華(vdW)材料是新一代自旋電子器件的有效組成部分。當用非磁性vdW材料(如石墨烯和/或拓撲絕緣體)分層時，可以組裝vdW異質結構，以提供其他無法實現的器件結構和功能。
科學家們研究了二維Fe3GeTe2 (FGT)，在之前的一項研究中，發現這種金屬在自旋電子器件中具有很好的鐵磁性，在材料中發現了一種前所未見的巨磁電阻(GMR)模式。不像傳統，已知的兩個GMR狀態(即高阻和低阻)發生在薄膜異質結構中，研究人員還測量了反對稱GMR與一個額外，不同的中間電阻狀態。
這表明vdW鐵磁異質結構與類似結構表現出本質上不同的性質，這一令人驚訝的結果，與之前關於GMR的觀點相反。這表明vdW異質結構具有不同的物理機制，具有改進磁信息存儲的潛力。理論計算表明，這三種電阻水平是石墨/FGT界面自旋動量鎖定誘導自旋極化電流的結果。
合著者FLEET博士Cheng Tan說：這項工作對二維材料、自旋電子學和磁學的研究具有重大意義。這意味著傳統的隧穿磁阻器件、自旋軌道轉矩器件和自旋晶體管可能會得到重新研究，利用類似vdW異質結構來揭示類似的驚人特性，其研究成果研究發表在《科學進展》上。該實驗的詳細電子輸運測量是由CI教授王蘭(RMIT)和副主任亞歷克斯·漢密爾頓教授(UNSW)領導的研究人員合作完成，使用的是由王蘭教授團隊在RMIT製造的異質結構和設備。
博科園｜研究/來自：FLEET
參考期刊《科學進展》
DOI: 10.1126/sciadv.aaw0409
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