Progreso en el dopaje magnético de semiconductores bidimensionales en semiconductores

En los últimos años, estudios extensos han sido bidimensional material de grafeno tales como Van der Waals, o disulfuro de molibdeno, debido a su estructura única, propiedades físicas y propiedades ópticas. En el campo de estudio del material de dos dimensiones, el material magnético tiene una imagen bidimensional de más rico es un físico y tener en el futuro de la espintrónica importantes aplicaciones potenciales, atención. dopaje cada vez más popular es un medio importante para lograr la ingeniería de semiconductores de banda prohibida de dos dimensiones, si los átomos magnéticos bidimensionales dopados material semiconductor, estos materiales pueden tener una optoelectrónico semiconductor magnético, manteniendo las características originales. recientemente, el Estado clave de laboratorio de semiconductor investigador superred semiconductor en el Instituto de la Academia china de Ciencias Weizhong Ming, Li Jingbo llevado el equipo de investigación, en un sulfuro de estaño dopados con hierro de dos dimensiones (Fe -SnS2) los cristales han hecho un nuevo progreso en la investigación de la luz, la electricidad y el magnetismo.

sulfuro de estaño (SnS2) es un excelente propiedades optoelectrónicas de dos dimensiones van der material semiconductor Waals, es actualmente uno de los mejor tiempo del informe de foto de una respuesta material semiconductor de dos dimensiones. El material es no tóxico, respetuoso del medio ambiente, el contenido rico y fácil de preparar. el equipo de exploración mediante el uso de método de transporte de vapor químico convencional las condiciones de crecimiento para obtener una alta calidad de cristal único de Fe-SnS2 concentraciones diferentes de dopaje, y un método de dos dimensiones de hoja de peeling nano-Fe-SnS2 por microscopio electrónico de transmisión de barrido mecánico ( STEM) los resultados mostraron que, átomos de Fe están en el dopaje posición de sustitución átomo de Sn, y se distribuyen de manera uniforme por las condiciones de crecimiento, regulación, combinados con análisis de rayos X espectroscopia de fotoelectrones (XPS), se puede obtener una serie de diferentes cristales, dopados con hierro concentraciones heteroarilo fueron 2,1%, 1,5%, 1,1% pruebas Fe0.021Sn0.979S2 efecto solo campo de transistor muestran que el material es de tipo n, la relación interruptor excede 106, la movilidad mientras 8.15cm2V-1s-1, photoresponsive Grado de 206mAW-1, muestra buenas propiedades optoelectrónicas.

pruebas Single-oblea muestran magnético, diamagnético de SnS2, y Fe0.015Sn0.985S2 Fe0.021Sn0.979S2 ferromagnético, y exhiben Fe0.011Sn0.989S2 es paramagnético. medido experimentalmente la Curie Fe0.021Sn0.979S2 temperatura era de 31K. puede ser obtenido cuando la temperatura es 2K, campo magnético externo a lo largo del eje c perpendicular a la dirección del eje c y paralela a la, es decir, una fuerte anisotropía magnética magnético diferente. cálculos teóricos muestran que los átomos de Fe-SnS2 Fe magnéticos y derivan de antiferromagnetically acoplados átomos de S adyacentes y los átomos de Fe es entre el acoplamiento ferromagnético adyacente, para que el material átomos magnéticos dopante para formar un largo alcance ferromagnético. este estudio muestra que Fe-dopado sulfuro de estaño en el futuro nano Existen aplicaciones potenciales en electrónica, magnetismo y optoelectrónica.

Los resultados de investigación publicados en Nature Communications. La investigación fue financiada Academia de Ciencias de China 'Cien' y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales Fundación Joven Sobresaliente Ciencia, los proyectos del Programa.

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