Dispositivo de barra Hall em condutor de prótons sólido usado para medições. Crédito:FLEET
Uma colaboração sino-australiana demonstrou pela primeira vez que o acoplamento interlayer em um material de van der Waals (vdW) pode ser amplamente modulado por uma porta protônica, que injetam prótons em dispositivos a partir de um sólido iônico.
A descoberta abre caminho para novos e empolgantes usos de materiais vdW, com a inserção de prótons, uma nova técnica importante, agora disponível para a comunidade mais ampla de pesquisa de materiais 2-D.
O estudo foi liderado por pesquisadores da FLEET da RMIT, em uma colaboração contínua com a organização parceira da FLEET High Magnetic Field Laboratory, Academia Chinesa de Ciências (CAS).
Ajustando as forças intercamadas em materiais de van der Waals
Materiais de Van der Waals, dos quais o grafite é o mais famoso, são feitos de muitas camadas 2-D mantidas juntas por fracos, forças eletrostáticas.
Camadas individuais de materiais vdW podem ser isoladas individualmente, como o famoso método de fita adesiva de produção de grafeno, ou empilhados com outros materiais para formar novas estruturas.
"Mas as mesmas forças fracas entre camadas que tornam os materiais vdW tão fáceis de separar também limitam as aplicações desses materiais em tecnologias futuras, "explica o primeiro autor do estudo, FLEET Research Fellow Dr. Guolin Zheng.
O acoplamento intercamada mais forte em materiais vdW aumentaria significativamente o uso potencial em dispositivos de alta temperatura utilizando o efeito Hall anômalo quântico, e em multiferróicos 2-D.
FROTA CI A / Prof Lan Wang. Crédito:RMIT
O novo estudo conduzido por RMIT demonstrou que o acoplamento em um material vdW, Fe 3 GeTe 2 (FGT) nanoflakes, pode ser amplamente modulado por uma porta protônica.
Com o aumento dos prótons entre as camadas, aumenta o acoplamento magnético entre camadas.
"Mais impressionante, com mais prótons inseridos em nanoflocos FGT em uma tensão de porta mais alta, observamos um viés de troca resfriado de campo zero raramente visto com valores muito grandes, "diz o co-autor A / Prof Lan Wang.
A realização bem-sucedida de polarização de troca resfriada por campo e resfriada por campo zero em FGT implica que o acoplamento intercamada pode ser amplamente modulado pela inserção de próton induzida por porta, abrindo o caminho para muitas aplicações de materiais vdW que exigem um forte acoplamento de interface.
"Acoplamento Interlayer Tuned Gate in van der Waals Ferromagnet Fe 3 GeTe 2 Nanoflakes "foi publicado na APS Cartas de revisão física em julho de 2020.
