منشور JACS | CIQTEK SNVM يُمكّن من اكتشاف المغناطيسية الحديدية عند درجة حرارة الغرفة في أشباه الموصلات MnS₂

حقق باحثون من جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا، بقيادة البروفيسور إرجون كان والبروفيسور المساعد يي وان، بالتعاون مع فريق البروفيسور كايو وانغ في معهد أشباه الموصلات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، إنجازًا كبيرًا في دراسة أشباه الموصلات المغناطيسية ثنائية الأبعاد.

باستخدام مجهر المسح الضوئي NV من CIQTEK (SNVM) ، نجح الفريق مُبَرهن المغناطيسية الحديدية في درجة حرارة الغرفة في المواد شبه الموصلة منغنيز كبريتيد المنغنيز وقد نشرت النتائج في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية (JACS) تحت عنوان "الأدلة التجريبية على المغناطيسية الحديدية في درجة حرارة الغرفة في أشباه الموصلات MnS₂."

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10107

اكتشاف رائد في أشباه الموصلات المغناطيسية الحديدية ثنائية الأبعاد

أثار اكتشاف أشباه الموصلات المغناطيسية الحديدية ثنائية الأبعاد آمالًا كبيرةً لتطوير قانون مور والإلكترونيات الدورانية في مجالي الذاكرة والحوسبة. ومع ذلك، فإن معظم أشباه الموصلات المغناطيسية الحديدية ثنائية الأبعاد التي تم استكشافها تُظهر درجات حرارة كوري أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة. وعلى الرغم من التوقعات النظرية للعديد من المواد المغناطيسية الحديدية ثنائية الأبعاد المحتملة في درجة حرارة الغرفة، فإن التركيب التجريبي لهياكل منظمة ومستقرة شبه مستقرة لا يزال يمثل تحديًا هائلًا.

في هذه الدراسة، طوّر الباحثون طريقة ترسيب بخاري كيميائي بمساعدة قالب (CVD) لتخليق بنى مجهرية من كبريتيد المنغنيز (MnS₂) متعددة الطبقات ضمن قالب كبريتيد الرينيوم (ReS₂). أظهرت التوصيفات الذرية عالية الدقة أن البنية المجهرية أحادية الطبقة من كبريتيد المنغنيز (MnS₂) تبلورت جيدًا في طور T مشوه. وأكدت فجوة النطاق الضوئية وحركة الناقلات المرتبطة بدرجة الحرارة طبيعتها شبه الموصلة.

من خلال الجمع قياس المغناطيسية للعينة المهتزة (VSM) ، قياسات النقل الكهربائي ، و التصوير المغناطيسي الدقيق باستخدام CIQTEK SNVM وقد قدم الفريق أدلة تجريبية قوية على المغناطيسية الحديدية في درجة حرارة الغرفة في MnS₂ كشفت قياسات النقل الكهربائي أيضًا عن وجود مُكوِّن مقاومة هول شاذ في عينات الطبقة الأحادية. وأشارت الحسابات النظرية أيضًا إلى أن هذه المغناطيسية الحديدية تنبع من تفاعلات قصيرة المدى بين عنصري المنغنيز والمنغنيز.

لا يؤكد هذا العمل المغناطيسية الحديدية في درجة حرارة الغرفة الجوهرية لـ MnS₂ الطبقي فحسب، بل يقترح أيضًا نهجًا مبتكرًا لنمو المواد الوظيفية ثنائية الأبعاد غير المستقرة.

اختراقان رئيسيان

• المغناطيسية الحديدية الجوهرية في درجة حرارة الغرفة في طبقات أحادية من MnS₂:
  أظهرت الدراسة تجريبياً المغناطيسية الحديدية الذاتية في درجة حرارة الغرفة في MnS₂ شبه الموصلة، مما أدى إلى حل الصراع الطويل الأمد بين أشباه الموصلات والمغناطيسية.

• استراتيجية الترسيب الكيميائي للبخار بمساعدة القالب للهياكل الدقيقة المغناطيسية الحديدية غير المستقرة:
  تمكّن استراتيجية التركيب المتطورة من تصنيع هياكل دقيقة مغناطيسية غير مستقرة قابلة للتطوير.

تثبت هذه التطورات أن MnS₂ هو منصة نموذجية للإلكترونيات الدورانية ثنائية الأبعاد ، مما يوفر مسارًا جديدًا للهندسة للمواد المغناطيسية منخفضة الأبعاد.

اسم ChatGPT:

الشكل 2: التصوير المغناطيسي للمناطق الدقيقة

الشكل 3: قياسات النقل الكهربائي

CIQTEK SNVM: الأداة الرئيسية وراء الاكتشاف

ال مجهر المسح الضوئي NV من CIQTEK (SNVM) لعبت دورًا حاسمًا في هذا البحث. التصوير المغناطيسي النانوي عالي الدقة كانت القدرات ضرورية لتصور وتأكيد الخصائص المغناطيسية لـ MnS₂. تسلط هذه الدراسة الضوء على كيفية الأجهزة العلمية المتقدمة من CIQTEK تعمل على تمكين الأبحاث الرائدة في علم المواد وفيزياء المادة المكثفة.

لا يؤدي هذا الاختراق إلى دفع التقدم في دراسات المواد ثنائية الأبعاد فحسب، بل يفتح أيضًا فرصًا جديدة لـ الإلكترونيات الدورانية وتقنيات الذاكرة من الجيل التالي .

تجربة CIQTEK SNVM

CIQTEK SNVM هو نظام التصوير المغناطيسي النانوي الرائد عالميًا ، تقدم:

• نطاق درجة الحرارة: 1.8–300 كلفن

• المجال المغناطيسي المتجه: 9/1/1 T

• الدقة المكانية المغناطيسية: 10 نانومتر

• الحساسية المغناطيسية: 2 μT/Hz¹ᐟ²

مرتكز على الرنين المغناطيسي المكتشف بصريًا (ODMR) القائم على مركز NV و مجهر القوة الذرية (AFM) التصوير المسحي، يوفر SNVM دقة مكانية عالية ، حساسية مغناطيسية عالية ، الكشف متعدد الوظائف ، و القياس غير الجراحي .

إنها أداة قوية لتوصيف المجال المغناطيسي، والتصوير المضاد للحديد، ودراسات الموصلية الفائقة، وأبحاث المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد، مما يتيح للعلماء استكشاف المواد بدقة عالية وثقة.