Publicación JACS | CIQTEK SNVM permite el descubrimiento de ferromagnetismo a temperatura ambiente en el semiconductor MnS₂

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing, liderados por el Prof. Erjun Kan y el Prof. Asociado Yi Wan, junto con el equipo del Prof. Kaiyou Wang en el Instituto de Semiconductores de la Academia China de Ciencias, han logrado un avance significativo en el estudio de semiconductores ferromagnéticos bidimensionales (2D).

Utilizando el Microscopio de barrido NV CIQTEK (SNVM) , el equipo demostró con éxito ferromagnetismo a temperatura ambiente en el material semiconductor MnS₂ . Los hallazgos se publicaron en el Journal of the American Chemical Society (JACS) bajo el título “Evidencia experimental de ferromagnetismo a temperatura ambiente en el semiconductor MnS₂.” https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10107

Descubrimiento pionero en semiconductores ferromagnéticos 2D

El descubrimiento de semiconductores ferromagnéticos 2D ha generado grandes expectativas para el avance de la Ley de Moore y la espintrónica en la memoria y la computación. Sin embargo, la mayoría de los semiconductores ferromagnéticos 2D explorados presentan temperaturas de Curie muy por debajo de la temperatura ambiente. A pesar de las predicciones teóricas de muchos materiales ferromagnéticos 2D potenciales a temperatura ambiente, la síntesis experimental de estructuras metaestables ordenadas y estables sigue siendo un desafío formidable.

En este estudio, los investigadores desarrollaron un método de deposición química de vapor (CVD) asistido por plantilla para sintetizar microestructuras de MnS₂ en capas dentro de una plantilla de ReS₂. Las caracterizaciones atómicas de alta resolución revelaron que la microestructura monocapa de MnS₂ cristalizó bien en una fase T distorsionada. La banda prohibida óptica y la movilidad de portadores dependiente de la temperatura confirmaron su naturaleza semiconductora.

Combinando

magnetometría de muestra vibrante (VSM) , , y y CIQTEK SNVM CIQTEK SNVM ferromagnetismo a temperatura ambiente en MnS₂ . Las mediciones de transporte eléctrico también revelaron un componente anómalo de resistencia de Hall en las muestras de monocapa. Los cálculos teóricos indicaron además que este ferromagnetismo se origina en las interacciones Mn–Mn de corto alcance. Este trabajo no solo confirma el ferromagnetismo intrínseco a temperatura ambiente del MnS₂ en capas, sino que también propone un enfoque innovador para el crecimiento de materiales 2D funcionales metaestables.

Dos avances clave

Ferromagnetismo intrínseco a temperatura ambiente en monocapas de MnS₂:

• El estudio demuestra experimentalmente el ferromagnetismo intrínseco a temperatura ambiente en el semiconductor MnS₂, resolviendo el antiguo conflicto entre semiconductividad y magnetismo.
  Estrategia CVD asistida por plantilla para microestructuras ferromagnéticas metaestables:

• La estrategia de síntesis desarrollada permite la fabricación escalable de microestructuras ferromagnéticas metaestables.
  Estos avances establecen el MnS₂ como una

plataforma modelo para la espintrónica 2D , ofreciendo una nueva vía para la ingeniería de materiales magnéticos de baja dimensionalidad. ChatGPT dice:

Figura 1:

Imágenes magnéticas de microregiones Figura 3:

Mediciones de transporte eléctrico CIQTEK SNVM: Instrumento clave detrás del descubrimiento

El

The Microscopio de barrido NV CIQTEK (SNVM) jugó un papel crucial en esta investigación. Sus capacidades de imagen magnética a nanoescala de alta precisión fueron esenciales para visualizar y confirmar las propiedades magnéticas del MnS₂. Este estudio destaca cómo los instrumentos científicos avanzados de CIQTEK están impulsando la investigación de vanguardia en ciencia de materiales y física de la materia condensada.

Este avance no solo impulsa el progreso en los estudios de materiales 2D, sino que también abre nuevas oportunidades para la espintrónica y las tecnologías de memoria de próxima generación .

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CIQTEK SNVM es un sistema de imagen de campo magnético a nanoescala líder en el mundo , que ofrece:

• Rango de temperatura: 1.8–300 K

• Campo magnético vectorial: 9/1/1 T

• Resolución espacial magnética: 10 nm

• Sensibilidad magnética: 2 μT/Hz¹ᐟ²

Basado en resonancia magnética detectada ópticamente (ODMR) basada en centros NV y microscopía de fuerza atómica (AFM) imágenes de escaneo, el SNVM proporciona alta resolución espacial , alta sensibilidad magnética , detección multifuncional y medición no invasiva .

Es una herramienta poderosa para la caracterización de dominios magnéticos, imágenes antiferromagnéticas, estudios de superconductividad e investigación de materiales magnéticos 2D, lo que permite a los científicos explorar materiales con alta precisión y confianza.