通过插入铁原子和质子诱导和调节层状材料中的自旋相互作用

通过电子控制实现自旋操纵的磁自旋相互作用，可能应用于节能自旋电子器件。

一种被称为Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)的反对称交换对于形成各种手性自旋结构(如杂散子)至关重要，并允许其在高效能自旋电子器件中的潜在应用。

本周发表的一项中澳合作首次阐明了DMI可以在层状硫化钽材料(TaS)中诱导产生₂）通过嵌入铁原子，并且可以通过栅极诱导的质子嵌入进一步调谐。

在van-Der-WALS材料TAS中实现和调整DMI₂

寻找具有手性自旋结构的层状材料，如skyrm欧洲杯足球竞彩ions，手性畴壁对于进一步开发低能量纳米器件至关重要，因为这些手性自旋结构是拓扑自旋电子器件的基石，可以被超低电流密度驱动。

晶体结构，显示硫化钽结构中的铁原子(红色)

一般来说，手性自旋结构是通过DMI来稳定的。因此，在材料中引入和控制DMI是寻找和操纵手性自旋结构的关键。欧洲杯足球竞彩

“硫化钽是FLEET研究的过渡金属二硫代化合物(TMDCs)大家族中的一员，可用于低能量应用。”该研究的第一作者，FLEET研究员郑国林博士(RMIT)说。

该团队首次成功地在层状材料钽硫化物(TaS)中实现了体积可观的DMI₂)，通过插入铁原子。

然而，DMI的电气控制是具有挑战性的:

“无论是传统的电场门控，还是广泛使用的离子液体替代技术(Li⁺)门控的绊脚石在DMI的电气控制在巡回铁磁体，因为电场和Li⁺只能调制靠近表面的载体，“Guolin解释道。

为了解决在调整DMI时的限制，RMIT的组最近开发了一种新的质词栅极技术，并成功地示出了DMI可以通过栅极引起的质子嵌段进行显着控制。

在固体质子导体上安装霍尔棒装置，用于测量不同条件下的霍尔电阻率

通过增加通过栅极电压的质子的插入，该团队能够显着改变载流子密度，并通过Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（Rkky）机制进一步调整DMI，这是指核磁时刻的耦合。

“在质子插入后观察到的拓扑霍尔电阻率在几伏下增加了四倍以上，表明DMI的巨大增加，”合著者王澜教授(同样在RMIT)表示。

“在手性磁铁嵌入TAS中的DMI成功调整DMI₂通过质子门可以实现手性自旋结构的电子控制，以及在节能自旋电子器件中的潜在应用。”联合主梁田联合教授，是一个舰队合作伙伴调查员和中心合作伙伴组织总监高磁场实验室（中国安徽省）。

这项研究

”通过双插入剪裁Dzyaloshinskii-Moriya在过渡金属二甲硅藻中的相互作用发表于N原系统通信2011年6月（DOI：10.1038 / S41467-021-23658-Z）

除了澳大利亚研究委员会的支持，中国国家自然科学基金，中国科学院国家重点研发计划(CAS;欧洲杯线上买球青年创新促进会和百人计划)和中国高磁场实验室。

来源：http://www.fleet.org.au/