中科大 實(shí)現(xiàn)目前二維納米材料中最高的負(fù)磁電阻效應(yīng)

中科大謝毅院士團(tuán)隊(duì)、吳長(zhǎng)征特任教授課題組與曾曉成教授及中科院強(qiáng)磁場(chǎng)中心研究組合作，通過(guò)陰離子固溶技術(shù)實(shí)現(xiàn)目前二維納米材料中最高的負(fù)磁電阻效應(yīng)，該現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有可能推動(dòng)二維材料在自旋電子器件領(lǐng)域的進(jìn)展。成果發(fā)表在最新一期物理學(xué)頂尖期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

所謂巨磁阻效應(yīng)，是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變化的現(xiàn)象。基于電子自旋自由度調(diào)控的巨磁阻材料，能實(shí)現(xiàn)信息高密度存儲(chǔ)和高速讀寫(xiě)，是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的核心。

隨著人們對(duì)電子器件高集成度和小型化日益增長(zhǎng)的需求，在更小的材料尺度實(shí)現(xiàn)磁阻效應(yīng)成為追逐目標(biāo)。以石墨烯為代表的二維納米材料，具備獨(dú)特形貌和優(yōu)異物性特征，為實(shí)現(xiàn)納自旋電子器件提供了重要的材料基礎(chǔ)。由于絕大多數(shù)二維材料本身特征是非磁的，如何在二維材料中引入磁性，成為開(kāi)發(fā)二維自旋電子器件的關(guān)鍵。

中科大研究人員提出低價(jià)鹵族取代硫族元素的陰離子摻雜新方法，在克服了陽(yáng)離子摻雜形成插層化合物而難以剝離缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在二維納米材料中成功引入本征自旋和調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自旋相關(guān)散射電子輸運(yùn)。基于此構(gòu)建了基于二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩衔锏木薮抛杵骷搶?shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)現(xiàn)目前二維納米材料體系最高的負(fù)磁電阻效應(yīng)。審稿人認(rèn)為，該工作開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)很有意義的研究領(lǐng)域。