p As interações magnético-spin que permitem a manipulação do spin por controle elétrico permitem aplicações potenciais em dispositivos spintrônicos com eficiência energética. p Uma troca antissimétrica conhecida como interações Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) é vital para formar várias texturas de spin quirais, como skyrmions, e permite sua aplicação potencial em dispositivos spintrônicos com eficiência energética.

p Publicado esta semana, uma colaboração China-Austrália ilustrou pela primeira vez que o DMI pode ser induzido em um material em camadas de sulfeto de tântalo (TaS ₂ ) intercalando átomos de ferro, e pode ainda ser ajustado por intercalação de prótons induzida por portão.

p Em busca de materiais em camadas que abrigam texturas de spin quirais, como skyrmions, Paredes de domínio quiral é vital para outros nanodispositivos de baixa energia, como essas texturas de spin quirais são blocos de construção para dispositivos spintrônicos topológicos e podem ser acionadas por densidade de corrente ultrabaixa.

p Geralmente, texturas de spin quirais são estabilizadas por DMI. Portanto, introduzir e controlar o DMI em materiais é a chave para pesquisar e manipular as texturas de spin quirais.

p "Sulfeto de tântalo é um da grande família de dichalcogeneto de metal de transição (TMDCs) investigado pela FLEET para aplicações de baixa energia, "diz o primeiro autor do estudo, FLEET Research Fellow Dr. Guolin Zheng (RMIT).

p A equipe primeiro realizou com sucesso um DMI considerável no material em camadas de sulfeto de tântalo (TaS ₂ ) intercalando átomos de Fe.

p Contudo, controlar eletricamente o DMI acaba sendo um desafio:

p "Ambos os portões de campo elétrico convencionais, e a técnica alternativa amplamente utilizada de íon-líquido (Li ⁺ ) o portão atingiu obstáculos no controle elétrico do DMI em ferromagnetos itinerantes, porque o campo elétrico e Li ⁺ só pode modular os portadores perto da superfície, "explica Guolin.

p Para resolver essa limitação no ajuste do DMI, o grupo da RMIT desenvolveu recentemente uma nova técnica de portão protônico, e ilustrou com sucesso que o DMI pode ser dramaticamente controlado por intercalações de prótons induzidas por porta.

p Ao aumentar a intercalação de prótons pela tensão da porta, a equipe foi capaz de alterar significativamente a densidade da portadora e ajustar ainda mais o DMI por meio do mecanismo Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), que se refere ao acoplamento de momentos magnéticos nucleares.

p "A resistividade de Hall topológica observada após a intercalação de prótons foi aumentada mais de quatro vezes sob alguns volts, indicando um grande aumento de DMI, "diz o co-autor A / Prof Lan Wang (também da RMIT).

p "O sucesso do ajuste de DMI em TaS intercalado com Fe de ímã quiral ₂ por porta protônica permite um controle elétrico das texturas de spin quirais, bem como as aplicações potenciais em dispositivos spintrônicos eficientes em energia, "diz o coautor Prof Mingliang Tian, que é Investigador Parceiro FLEET e Diretor da organização parceira do Centro, o Laboratório de Campo Magnético Alto (Província de Anhui, China).

p "Adaptando a interação Dzyaloshinskii-Moriya em um dichalcogeneto de metal de transição por intercalação dupla" foi publicado em Nature Communications em junho de 2021.