在一份新的报告中 先进材料, 太阳城网赌平台太阳城官网人员证明,磁各向异性可以在面内和面外两个极限之间连续调谐. 该团队报告说,他们在超薄磁性器件领域取得了这一进展,成功地将磁化指向空间的任何方向,而不仅仅是平面内或平面外.

“除了磁化方向, 我们的团队展示了这些层状材料的所有特性,包括光吸收, 层间距离, 磁转变温度可连续控制到任意值,太阳城网赌平台物理学助理教授法泽尔·塔夫蒂说, 论文的第一作者. “这是光学和磁性器件行业调谐材料性能的飞跃.  

混合卤化物化学
氯化铬和溴化铬在过去被认为是具有面内和面外磁化的过渡金属卤化物. 太阳城网赌平台的太阳城官网人员已经发现了一种制造混合卤化物的方法,所有的成分都在这两个参数之间. 这种“混合卤化物化学”的结果是氯化铬和溴的结合,其中氯与溴的比例可以不断变化. 太阳城官网小组观察到,随着比例的调整,磁化强度从面内到面外不断变化. 图像中显示了不同氯溴比的铬混合卤化物的小晶体. (图片由Fazel Tafti提供)

制作材料, 由Tafti和BC大学物理学副教授Kenneth 伯奇领导的一个团队开发了一种“混合卤化物化学”方法,太阳城官网人员将不同的卤化物原子结合在一起, 比如氯或溴, 在过渡金属(如铬)周围.

通过调整氯和溴的相对组成, 太阳城官网人员能够在原子水平上调整被称为自旋轨道耦合的内部参数,这是磁各向异性的来源, 说Tafti.

该调谐方法允许在原子水平上对自旋轨道耦合量和磁各向异性取向进行工程化, 太阳城官网小组报告说.

塔夫蒂说,推进这些类型的材料将成为下一代超薄磁性设备的基础. 在未来,这些设备有一天可能会取代今天使用的晶体管和电子芯片. 因为它们的原子尺度, Tafti说, 进一步的进步可能会缩小磁性设备的尺寸,因为磁性信息可以在这些原子平面上组成.

“从这里, 我们将继续推动磁性层状材料的前沿,制造除铬以外的过渡金属混合卤化物,塔夫蒂说. “我们的团队证明,混合卤化物化学不仅限于铬,而且可以推广到20多种其他过渡金属. 该项目的共同负责人, 伯奇, 是否试图人工地连接不同的磁性层,使一层的性质会影响相邻的一层. 这种超材料可以根据相邻层的磁性方向改变一层中的光传播,反之亦然——这种特性被称为磁光效应."

除了塔夫蒂和伯奇,这篇论文的合著者还有不列颠哥伦比亚省的太阳城官网人员肯尼斯·R. 梅斯,Mykola Abramchuk, Samantha Jaszewski, Gavin B. Osterhoudt和王一平. 塔夫蒂和伯奇的工作得到了美国国家科学基金会的资助.

欲了解更多信息,可以在期刊上找到全文 先进材料公司:用混合卤化物化学控制范德华晶体CrCl3−xBrx的磁性和光学性质," DOI: 10.1002 / adma.201801325.


艾德·海沃德/大学传播