【產(chǎn)通社，12月7日訊】西安交通大學(xué)（Xi'an Jiaotong University）官網(wǎng)消息，磁性材料是現(xiàn)代信息存儲技術(shù)的重要基礎(chǔ)，現(xiàn)有典型器件中信息的寫入/讀取是通過對磁性薄膜材料中磁性狀態(tài)的改變/檢測來實現(xiàn)。為滿足未來海量數(shù)據(jù)存儲的需求，新型磁性材料及相關(guān)物理效應(yīng)的研究尤為重要。二維磁性半導(dǎo)體是同時具有磁性及半導(dǎo)體性質(zhì)，且只有數(shù)原子層厚的新型材料，可對未來高密度信息器件的研發(fā)產(chǎn)生重要影響。由于二維磁性半導(dǎo)體的體積極小，無法應(yīng)用傳統(tǒng)磁性測量手段（如SQUID,中子散射等）來獲取其磁性，因此急需探索其新的物理效應(yīng)并應(yīng)用在微納尺度磁性探測上。

近日，西安交通大學(xué)物理學(xué)院王喆教授與日內(nèi)瓦大學(xué)Alberto Morpurgo教授團隊合作，發(fā)現(xiàn)二維鐵磁半導(dǎo)體中隧穿電導(dǎo)由磁化強度決定，這一物理效應(yīng)表明可通過電子隧穿的方式來精確測量二維鐵磁體的磁化強度。研究人員制備了“石墨烯/三溴化鉻CrBr3/石墨烯”隧道結(jié)并系統(tǒng)測量了隧道結(jié)在不同溫度及磁場下的電導(dǎo)。通過分析發(fā)現(xiàn)，隧道結(jié)無論是居里溫度(~32 K)以上由外加磁場引起的磁電導(dǎo)，還是居里溫度以下由自發(fā)磁矩引起的磁電導(dǎo)，都跟材料的磁化強度有著唯一的依賴關(guān)系。這一現(xiàn)象可由自旋相關(guān)的Fowler–Nordheim電子隧穿模型解釋。此物理效應(yīng)表明可通過隧穿磁電阻的測量反推出樣品的磁化強度。這項工作為二維材料的磁學(xué)性質(zhì)探測提供了新的方法，磁性半導(dǎo)體中磁電耦合相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為走向自旋的未來信息時代提供了更多可能。

相關(guān)成果以“鐵磁半導(dǎo)體中磁化強度依賴的隧穿電導(dǎo)”（Magnetization dependent tunneling conductance of ferromagnetic barriers）為題在《自然-通訊》（Nature Communications）上發(fā)表，西安交通大學(xué)為第一單位和第一通訊單位，王喆教授為第一作者及共同通訊作者。本研究為王喆教授訪問日內(nèi)瓦大學(xué)期間的成果，獲得了國家自然科學(xué)基金的支持。

王喆教授長期從事低維量子材料與器件的研究，在基于二維材料的自旋電子學(xué)方面發(fā)表了包括《科學(xué)》（Science）、《自然-納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）、《自然-通訊》（Nature Communications）、《物理評論X》（Physical Review X）在內(nèi)的多篇論文，獲得了國家“高層次人才”青年項目、陜西省“高層次人才”青年項目、西安交通大學(xué) "思源學(xué)者"及"青年拔尖人才"項目的支持。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://news.xjtu.edu.cn/info/1004/173681.htm，http://www.nature.com/articles/s41467-021-26973-7。（張怡，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）