Onderzoekers onthullen door nabijheid geïnduceerde elektrische transporteigenschappen van de Pt/CrI₃-heterostructuur

Tweedimensionale magnetische materialen hebben opmerkelijke potentiële toepassingen in spinschakelaars en opslagapparaten. Het ontwerpen van innovatieve apparaatarchitecturen en het onderzoeken van hun elektrische transporteigenschappen wordt steeds belangrijker.

Onlangs hebben onderzoekers van Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) van de Chinese Academie van Wetenschappen en hun medewerkers van de Henan Universiteit de elektrische transporteigenschappen van Pt/CrI onderzocht.₃ heterostructuur. Het werk is gepubliceerd in het journaal Toegepaste oppervlaktewetenschap.

Het onderzoeksteam bereidde hoogwaardige monokristallen van CrI voor₃ met een chemische dampafzettingsmethode, en geconstrueerd Pt/CrI₃ heterostructuren door middel van micro-nanofabricagetechnieken.

Ze onderzochten ook de interactie tussen magnetische en elektronische transporteigenschappen binnen deze structuur.

Hun onderzoek toonde aan dat Pt-film een ​​abnormaal Hall-effect vertoonde bij contact met CrI₃ nanosheets, wat aangeeft dat de film ferromagnetisme verwerft door magnetisch nabijheidseffect.

Bovendien suggereert de geleidelijke verzwakking van het abnormale Hall-effect bij toenemende temperatuur dat de magnetisatie in de Pt-laag voornamelijk wordt toegeschreven aan nabijheidseffecten.

Naarmate de dikte van de Pt-laag toeneemt, bevestigt een afname van de abnormale Hall-weerstand verder dat magnetisatie in de Pt-film voornamelijk wordt beïnvloed door grensvlakeffecten, vonden de onderzoekers.

Onderzoekers merkten ook op dat de toename van de toegepaste stroom resulteerde in een vermindering van de coërciviteit en verzadigingsweerstand van de Pt-laag. Berekeningen uit de eerste principes suggereren dat er een gehybridiseerde orbitaal wordt gevormd op het grensvlak van de Pt/CrI₃ heterostructuur, wat leidt tot een significante splitsing van het Fermi-niveau voor Pt en resulteert in een ongelijkmatige verdeling van de spindichtheid en het genereren van magnetisch moment.

“Deze bevindingen demonstreren de precieze controle van elektronische uitwisselingsinteracties op interfaces, en hebben aanzienlijke implicaties voor het ontwerpen van innovatieve spintronica-apparaten”, zegt universitair hoofdonderzoeker Han Yuyan van HFIPS, een van de corresponderende auteurs van het onderzoek.