2020年11月18日

原子薄半导体中的自发“谷磁化”

左图:用于60特斯拉磁场光吸收研究的二硒化钨(WSe2)光纤上单层组件。右图:吸收中的离散跳跃表明特定量子态(“谷”态)的排空和自发填充。 左图:用于60特斯拉磁场光吸收研究的二硒化钨(WSe2)光纤上单层组件。右图:吸收中的离散跳跃表明特定量子态(“谷”态)的排空和自发填充。 李经

电子之间的相互作用是材料科学和凝聚态物理学中一些最有趣也最有用的效应的基础。这项工作表明,在所谓的“单层半导体”的新家族中,只有一个原子层厚,电子-电子相互作用可以导致突然和自发地形成磁化状态,类似于磁性在传统材料如铁中的出现。

科学家们发现了什么?

在半导体WSe的单个原子薄层中2光学研究表明,材料中的所有电子都可以自发地“极化”——或者突然跳到材料中的相同量子态(或“谷”)。这种现象直接类似于磁化。

他们使用的工具

这项研究是在65T脉冲磁体脉冲场设备

为什么这很重要?

电子之间的相互作用是凝聚态物理学(包括磁学)中一些最有趣的效应的根源。在高质量半导体中的二维电子“薄片”中,相互作用可以导致发现重要的新现象,例如分数量子霍尔效应(1998年因其获得诺贝尔奖)。这里的电子-电子相互作用可能会产生一种新的方法,在磁信息存储或其他令人兴奋的应用中使用谷电子控制。

谁做的研究?

j·李1戈里卡先生1——n·p·威尔逊2,斯蒂尔1徐x。2, S. A.克鲁克1

1爱游戏提现客服洛斯阿拉莫斯国家实验室国家MagLab;2华盛顿大学

他们为什么需要MagLab?

高达60 T的大磁场是创造条件的必要条件,其中“山谷磁化”可以在WSe中自发发生2半导体单层。还需要大的电场来分离不同的能级,以便在实验上用光来区分它们。

科学家详情

资金

本研究由以下基金资助:G.S. Boebinger(美国国家科学基金会DMR-1644779) S. A. Crooker(美国能源部“100T科学”,洛斯阿拉莫斯LDRD);徐旭(DOE DE-SC0018171)


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细节

  • 研究领域:二维,凝聚态技术发展,半导体
  • 研究计划:材料
  • 设施/计划:脉冲磁场
  • 年:2020
最后修改于2020年11月19日