洛桑联邦理工学院 器件结构和基本特性
设备甲的原子力显微镜图像
高度标尺，40纳米
沿着黑色实线，我们测量了5的高度
2纳米，宽度为0
该装置为6米
在固定VSD值下测量的ISD的VBG相关性
在0 V的固定电压下，作为VSD函数的器件输出特性
所有电荷传输测量在1
5 K
信用:DOI: 10
1038/s 14565-019-0467-1 我们都很熟悉电子绕原子核旋转并在分子和材料中形成化学键的图像
但不太为人所知的是，电子还有一个独特的属性:自旋
很难进行类比，但人们可以粗略地将电子自旋描述为一个围绕其轴旋转的陀螺
但更有趣的是，当材料中的电子自旋排列在一起时，这导致了众所周知的磁性现象
技术中最前沿的领域之一是自旋电子学，这是一项仍在实验中的工作，旨在设计和制造依靠电子自旋而不仅仅是电荷运动(我们称之为电流)运行的设备，如计算机和存储器
但是这种应用需要具有新特性的新磁性材料
例如，如果磁性出现在极薄的材料层中，这将是一个巨大的优势——所谓的二维材料包括石墨烯，石墨烯基本上是一层原子厚的石墨
然而，寻找二维磁性材料具有挑战性
碘化铬(CrI3)最近揭示了许多有趣的性质，但它在环境条件下会迅速降解，而且它的绝缘性质在自旋电子学应用中没有太大的前景，其中大多数应用需要金属和空气稳定的磁性材料
现在，EPFL的安朵斯·基斯和奥列格·亚兹耶夫团队发现了一种新的金属和空气稳定的二维磁体:铂二硒化物
这一发现是由基斯实验室的博士后阿赫梅特·阿夫萨做出的，他实际上是在研究其他完全不同的东西
为了解释PtSe2中磁性的发现，研究人员首先使用了基于密度泛函理论的计算方法，这种方法可以模拟和研究具有许多电子的复杂系统的结构，例如材料和纳米结构。
理论分析表明，二硫化铂的磁性是由表面的所谓“缺陷”引起的，这些缺陷是原子排列的不规则性
奥列格·亚兹耶夫说:“十多年前，我们发现石墨烯中存在类似的缺陷，但对我们来说，PtSe2完全是个惊喜。”
研究人员用一种强大的磁阻测量技术证实了材料中磁性的存在
磁性是令人惊讶的，因为完美的晶体PtSe2被认为是非磁性的
“这是第一次在这种二维材料中观察到缺陷诱导的磁性，”安朵斯·基斯说
“它将二维铁磁体的范围扩大到了被大规模数据库挖掘技术忽略的材料
" 移除或增加一层PtSe2就足以改变自旋在不同层之间相互对话的方式
更有希望的是，它的磁性，即使在同一层内，也可以通过战略性地在其表面放置缺陷来进一步控制——这一过程被称为“缺陷工程”，可以通过用电子或质子束照射材料表面来实现
“这种超薄金属磁体可以集成到下一代自旋转移扭矩磁性随机存取存储器(STT MRAM)设备中，”阿赫梅特·阿夫萨说
“二维磁体可以减少改变磁极性所需的临界电流，并帮助我们进一步小型化
这些是公司希望解决的主要挑战
"
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