新加坡国立大学 示意图(左)显示了器件结构，插图中显示了铂霍尔触点顶部的三氯化铬/三氟化铁异质结构的光学图像
(右)Rxy~H环显示了使用两种材料对器件结构进行测试的实验结果——单个Fe3GeTe2(30纳米)和CrCl3(15纳米)/Fe3GeTe2(30纳米)异质结构，均在温度为2
5 K
Fe3GeTe2(顶部面板)的曲线相对于零点沿H轴对称
相比之下，CrCl3/Fe3GeTe2异质结构图(下图)向左移动，表明存在交换偏差
信用:纳米信件 新加坡国立大学的科学家在范德瓦尔斯CrCl3/Fe3GeTe2异质结构中发现了交换偏差现象
交换偏置现象在磁传感器和磁读取头中有许多应用，以前在范德瓦尔斯异质结构中没有报道过
交换偏置效应表现为磁滞回线相对于外加磁场向负或正方向移动
这种机制通常归因于相邻反铁磁物质对铁磁物质的单向钉扎
因此，与没有这种单向钉扎的单个铁磁体(自由层)相比，适当设计的交换偏置AF/FM系统(钉扎层)具有优选的磁化方向和相对高的开关场
因此，由一个被钉扎层和一个自由层以及间隔层组成的器件可以用作磁场方向和强度的传感器
该器件将具有两种不同的存储状态(“1”和“0”)，这两种状态由自由层中的磁化强度定义，或者平行于或者反平行于钉扎层
这种被称为自旋阀和磁隧道结的器件被广泛嵌入存储技术中，例如存储介质、读出传感器和磁随机存取存储器
交换偏置效应已经在广泛的场致发射/场致接收界面中被复制，例如，在商业读取头中广泛使用的IrMn/NiFe金属双层
如果这些原子力显微镜/原子力显微镜双层系统是由具有交换偏置效应的磁性范德瓦尔斯异质结构制成的，这将有利于器件潜在地接近原子级的薄尺寸并更加灵活
新加坡国立大学物理系和高级二维材料中心的安德鲁·威教授领导的一个小组发现了机械剥离的三氯化铬/三氟化铁异质结构中存在交换偏置效应
研究人员通过将氯化铬和氟化铁的薄片转移到二氧化硅/硅衬底上，制作了一个测试装置
测试设备的偏置场的测量值超过50兆吨(温度为2
5 K)
这与常规交换偏置自动聚焦/调频金属多层膜的报告值相当
此外，偏置场是高度可调的，并且可以通过改变场冷却过程和异质结构的厚度来调节
研究小组还提出了一个理论模型，解释了CrCl3中的自旋结构在异质结构中的交换偏置效应中起着关键作用
“我们的观察非常重要，因为它证实了二维范德瓦尔斯界面中交换偏差效应的存在，这解决了二维研究界的一个关键问题，”威教授说
这项工作是与中国西北工业大学的张文教授(他曾是Wee教授团队的研究员)和中国东南大学的翟亚教授合作完成的
接下来，该团队的目标是将这种异质结构集成到功能灵活的器件中，大幅降低厚度并提高工作温度
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