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科學家發現了CrGeTe₃納米超薄材料的獨特邊緣磁性現象

科學家發現了CrGeTe₃納米超薄材料的獨特邊緣磁性現象

2022-05-16 Comments 0 Comment

儘管一路上充滿了各種艱難阻礙,但物理學家們還是對探索特種材料在微觀尺度的奇妙性質充滿了濃厚的興趣。比如在厚度不到100 個原子的納米級別,許多現象無法再以宏觀物理定律可預測的方式來運行。而在2022 年3 月10 日發表於《納米快報》期刊上的一篇論文中,希伯來大學的一支研究團隊,就詳細介紹了他們可以如何在潛在工業領域利用最新發現的微觀新磁現象。

0-1.jpg

CrGeTe₃ 材料邊緣的納米級磁性顯微圖像示例(圖自:Ori Lerman)

由耶路撒冷希伯來大學(HU)拉卡物理研究所的Yonathan Anahory 博士帶領的這支研究團隊(包括HU 博士生Avia Noah),早前在《Nano Letters》期刊上介紹了剝離CrGeTe₃ 薄膜的內部和邊緣磁化現象。

0-2.jpg

左為Avia Noah,右為Yonathan Anahory(來自:Hebrew University)

研究人員驚訝地表示,這是他們首次見到具有“邊緣磁性”特徵的納米磁體圖像。更確切地說,這種鉻(Cr)鍺(Ge)碲(Te)材料僅在邊緣保留了10nm 的磁性範圍(約為人類頭髮絲直徑的萬分之一)。

1.png

研究配圖- 1:CrGeTe₃ / NbSe₂ 磁阻和相應的4.2K 時SOT 圖像

Anahory 指出,儘管納米磁效應很微小,但它還是有望在日常生活中得到廣泛的應用——“在讓組件變得更小、更節能的技術競賽中,許多研究都將目光瞄向了不同形狀的小型磁鐵上”。

2-3.png

研究配圖2-3:雙層/ 不同厚度的SOT 掃描圖像

而這種新發現的邊緣磁性現象,預示著厚度僅10nm、且可彎曲成任何形狀的長線磁鐵的可能性,甚至徹底改變我們製造自旋電子設備的方式—— 比如具有更低功耗、更高內存和處理能力的下一代納米電子設備。

4-5.png

研究配圖4-5:薄片內部/ 零場邊緣SOT 顯微、以及不同厚度的局內部磁性結構示意圖

SCI Tech Daily指出:起初Anahory 只是想要了解西班牙馬德里自治大學的同僚們打造的CGT 納米磁性材料,結果借助以色列開發的新型磁顯微鏡,意外觀察到了特殊的邊緣磁性現象。

6.png

最後,新發現依賴於高度複雜的新技術,且納米級微觀現象本身也成為了證明其它更先進技術的核心。

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