Hall-bar enhed på solid protonleder brugt til målinger. Kredit:FLEET
Et kinesisk-australsk samarbejde har for første gang vist, at mellemlagskobling i et van der Waals (vdW) materiale i vid udstrækning kan moduleres af en protonisk gate, som injicerer protoner til enheder fra et ionisk fast stof.
Opdagelsen åbner vejen til spændende nye anvendelser af vdW -materialer, med indsættelse af protoner en vigtig ny teknik, nu tilgængelig for det bredere 2-D materialeforskningssamfund.
Undersøgelsen blev ledet af FLEET-forskere ved RMIT, i et løbende samarbejde med FLEET partnerorganisation High Magnetic Field Laboratory, Det kinesiske videnskabsakademi (CAS).
Afstemning af mellemlagskræfter i van der Waals materialer
Van der Waals materialer, hvoraf grafit er den mest berømte, er lavet af mange 2-D lag holdt sammen af svage, elektrostatiske kræfter.
Individuelle lag af vdW -materialer kan isoleres individuelt, såsom den berømte Scotch tape -metode til fremstilling af grafen, eller stablet med andre materialer for at danne nye strukturer.
"Men de samme svage mellemlagskræfter, der gør vdW-materialer så lette at adskille, begrænser også disse materialers anvendelse i fremtidens teknologi, " forklarer undersøgelsens første forfatter, FLEET-forsker Dr. Guolin Zheng.
Stærkere mellemlagskobling i vdW-materialer vil betydeligt øge den potentielle brug i højtemperatur-enheder, der udnytter kvanteanomal Hall-effekt, og i 2-D multiferroics.
FLEET CI A/Prof Lan Wang. Kredit:RMIT
Den nye RMIT-ledede undersøgelse viste, at kobling i et vdW-materiale, Fe 3 GeTe 2 (FGT) nanoflager, kan i høj grad moduleres af en protonisk gate.
Med stigningen af protonerne mellem lag, mellemlagets magnetiske kobling øges.
"Mest slående, med flere protoner indsat i FGT nanoflakes ved en højere gate-spænding, vi observerede en sjældent set nulfelt afkølet udvekslingsbias med meget store værdier, " siger medforfatter A/Prof Lan Wang.
Den vellykkede realisering af både feltkølet og nulfeltkølet udvekslingsbias i FGT indebærer, at mellemlagskoblingen stort set kan moduleres ved gate-induceret protonindsættelse, åbner vejen for mange anvendelser af vdW-materialer, der kræver stærk grænsefladekobling.
"Gate-tuned interlayer kobling i van der Waals Ferromagnet Fe 3 GeTe 2 Nanoflakes" blev offentliggjort i APS Fysiske anmeldelsesbreve i juli 2020.
Sidste artikelGuld nanosensor pletter forskel mellem dengue, Zika
Næste artikelHvordan plantains og kulstof nanorør kan forbedre biler