Progrès dans le dopage magnétique des semi-conducteurs bidimensionnels dans les semi-conducteurs

Ces dernières années, des études approfondies ont été à deux dimensions matériel graphène tels que Van der Waals, ou le disulfure de molybdène en raison de sa structure unique, les propriétés physiques et les propriétés optiques. Dans le domaine de l'étude des matériaux en deux dimensions, le matériau magnétique a une image à deux dimensions d'une plus riche physique et dans l'avenir de la spintronique applications potentielles importantes, de plus en plus l'attention des gens. le dopage est un moyen important pour réaliser l'ingénierie bandgap semi-conducteurs à deux dimensions, si des atomes magnétiques bidimensionnels dopés matériau semi-conducteur, ces matériaux peuvent avoir un opto-électronique à semi-conducteurs magnétiques tout en conservant les caractéristiques d'origine. récemment, l'État clé de laboratoire de chercheur semi-conducteur superréseau semi-conducteur à l'Institut de l'Académie chinoise des sciences Weizhong Ming, Li Jingbo a dirigé l'équipe de recherche, dans un sulfure d'étain dopé en fer à deux dimensions (Fe -SnS2) progrès dans l'étude optique, électrique et magnétique de cristaux fabriqués.

sulfure d'étain (SnS2) est un excellent propriétés opto-électroniques de deux dimensions van der Waals matériau semi-conducteur, est actuellement l'un des meilleur temps du rapport de photo d'une réponse de matériau semi-conducteur à deux dimensions. Le matériau est non-toxique, respectueux de l'environnement, un contenu riche et facile à préparer. l'équipe d'exploration en utilisant le procédé de transport chimique en phase vapeur classique les conditions de croissance pour obtenir une concentration cristal unique de haute qualité Fe-SnS2 dopage différent, et un procédé à deux dimensions séparation de feuille de nano-Fe-SnS2 par microscope électronique à transmission à balayage mécanique ( STEM), les résultats ont montré que, les atomes de Fe sont en substitutionnelle dopage Sn position d'atome, et uniformément distribués par les conditions de croissance, régulation, combinée à une analyse par spectroscopie de photoélectrons par rayons X (XPS), une série de différents cristaux peut être obtenu, dopé en fer hétéroaryle concentrations étaient de 2,1%, 1,5%, 1,1% des tests à transistor unique à effet de champ Fe0.021Sn0.979S2 montrent que le matériau est de type n, le rapport de commutation est supérieure à 106, tandis que la mobilité 8.15cm2V-1s-1, photoréactif degré 206mAW-1, a montré de bonnes propriétés optiques.

tests wafer unique montrent magnétique, diamagnétique de SnS2 et Fe0.015Sn0.985S2 Fe0.021Sn0.979S2 ferromagnétique, et une exposition Fe0.011Sn0.989S2 est paramagnétique. mesurée Expérimentalement la Curie Fe0.021Sn0.979S2 la température était de 31K. peuvent être obtenus lorsque la température est 2K, le champ magnétique externe le long de l'axe c perpendiculaire à la direction de l'axe c et parallèle à l'autre magnétique, à savoir une forte anisotropie magnétique. calculs théoriques montrent que les atomes magnétiques Fe-SnS2 Fe et des dérivés de des atomes adjacents S couplés de manière antiferromagnétique et des atomes de Fe est compris entre couplage ferromagnétique adjacent, de sorte que le matériau de dopant des atomes magnétiques pour former une longue distance ferromagnétique. cette étude montre que le sulfure d'étain dopé Fe à l'avenir nano Il existe des applications potentielles dans l'électronique, le magnétisme et l'optoélectronique.

Les résultats de recherche publiés dans Nature Communications. La recherche a été financée Académie chinoise des sciences « Cent » et la Fondation nationale des sciences naturelles Sciences jeunesse exceptionnelle Fondation, les projets du programme.

Progrès dans le dopage magnétique des semi-conducteurs bidimensionnels dans les semi-conducteurs