Publicação JACS | CIQTEK SNVM possibilita a descoberta de ferromagnetismo à temperatura ambiente em MnS₂ semicondutor

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Nanjing, liderados pelo Prof. Erjun Kan e pelo Prof. Associado Yi Wan, juntamente com a equipe do Prof. Kaiyou Wang, do Instituto de Semicondutores da Academia Chinesa de Ciências, alcançaram um avanço no estudo de semicondutores ferromagnéticos bidimensionais (2D).

Usando o Microscópio de Varredura NV CIQTEK (SNVM) , a equipe com sucesso demonstrado ferromagnetismo à temperatura ambiente em material semicondutor MnS₂ Os resultados foram publicados em Revista da Sociedade Americana de Química (JACS) sob o título “Evidências experimentais de ferromagnetismo à temperatura ambiente no semicondutor MnS₂.”

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10107

Descoberta pioneira em semicondutores ferromagnéticos 2D

A descoberta de semicondutores ferromagnéticos bidimensionais gerou grandes expectativas para o avanço da Lei de Moore e da espintrônica em memória e computação. No entanto, a maioria dos semicondutores ferromagnéticos bidimensionais explorados apresenta temperaturas de Curie muito abaixo da temperatura ambiente. Apesar das previsões teóricas de muitos materiais ferromagnéticos bidimensionais com potencial para operar em temperatura ambiente, a síntese experimental de estruturas metaestáveis ordenadas e estáveis permanece um desafio formidável.

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram um método de deposição química de vapor (CVD) assistida por molde para sintetizar microestruturas de MnS₂ em camadas dentro de um molde de ReS₂. Caracterizações atômicas de alta resolução revelaram que a microestrutura de MnS₂ monocamada cristalizou bem em uma fase T distorcida. O gap de banda óptica e a mobilidade dos portadores dependente da temperatura confirmaram sua natureza semicondutora.

Ao combinar magnetometria de amostra vibratória (VSM) , medições de transporte elétrico , e imagem micromagnética usando CIQTEK SNVM , a equipe forneceu evidências experimentais sólidas de ferromagnetismo à temperatura ambiente em MnS₂ Medições de transporte elétrico também revelaram uma componente anômala de resistência de Hall nas amostras de monocamada. Cálculos teóricos indicaram ainda que esse ferromagnetismo se origina de interações Mn–Mn de curto alcance.

Este trabalho não só confirma o ferromagnetismo intrínseco à temperatura ambiente do MnS₂ em camadas, como também propõe uma abordagem inovadora para o crescimento de materiais 2D funcionais metaestáveis.

Duas descobertas fundamentais

• Ferromagnetismo intrínseco à temperatura ambiente em monocamadas de MnS₂:
  O estudo demonstra experimentalmente o ferromagnetismo intrínseco à temperatura ambiente no semicondutor MnS₂, resolvendo o antigo conflito entre semicondutividade e magnetismo.

• Estratégia de CVD assistida por molde para microestruturas ferromagnéticas metaestáveis:
  A estratégia de síntese desenvolvida permite a fabricação em larga escala de microestruturas ferromagnéticas metaestáveis.

Esses avanços estabelecem o MnS₂ como um Plataforma modelo para espintrônica 2D , oferecendo um novo caminho para a engenharia de materiais magnéticos de baixa dimensionalidade.

ChatGPT Versão:

Figura 2: Imagem Magnética de Micro-Regiões

Figura 3: Medições de transporte elétrico

CIQTEK SNVM: Instrumento chave por trás da descoberta

O Microscópio de Varredura NV CIQTEK (SNVM) desempenhou um papel crucial nesta pesquisa. Seu imagens magnéticas em nanoescala de alta precisão As capacidades foram essenciais para visualizar e confirmar as propriedades magnéticas do MnS₂. Este estudo destaca como Instrumentos científicos avançados da CIQTEK estão impulsionando pesquisas de ponta em ciência dos materiais e física da matéria condensada.

Essa descoberta não apenas impulsiona o progresso nos estudos de materiais 2D, mas também abre novas oportunidades para espintrônica e tecnologias de memória de próxima geração .

Experimente o CIQTEK SNVM

CIQTEK SNVM é um sistema de imagem de campo magnético em nanoescala líder mundial , oferecendo:

• Faixa de temperatura: 1,8–300 K

• Campo magnético vetorial: 9/1/1 T

• Resolução espacial magnética: 10 nm

• Sensibilidade magnética: 2 μT/Hz¹ᐟ²

Baseado em Ressonância magnética detectada opticamente baseada no centro NV (ODMR) e microscopia de força atômica (AFM) O SNVM fornece imagens de varredura. alta resolução espacial , alta sensibilidade magnética , detecção multifuncional , e medição não invasiva .

É uma ferramenta poderosa para caracterização de domínios magnéticos, imagens antiferromagnéticas, estudos de supercondutividade e pesquisa de materiais magnéticos 2D, permitindo que os cientistas explorem materiais com alta precisão e confiança.