杭电 AFM | 光磁调控+自旋光电二极管：二维磁体助力存储技术
文摘
科学
2024-11-14 07:33
浙江
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随着信息技术的飞速发展，我们对数据存储的需求日益增长。传统的存储技术逐渐难以满足海量数据存储和快速读写速度的要求。因此，探索新型存储技术已成为当前研究的热点。二维磁性材料由于其独特的物理特性，在自旋电子学和光电子学领域展现出巨大潜力，为未来存储技术的革新提供了新的可能性。研究方法
该研究利用一种混合维度异质结构，实现了对二维磁体Fe₃GeTe₂的光磁调控。他们将表面氧化的Fe₃GeTe₂纳米片与单个半导体 ZnO 纳米棒结合，构建了一种独特的 1D/2D 混合维度异质结构。通过ZnO纳米棒的表面曲率对Fe₃GeTe₂纳米片施加应变，并利用ZnO中的氧空位缺陷，实现了在室温下对Fe₃GeTe₂磁性的光学调控。研究亮点
研究意义
这项研究不仅为优化传统半导体的光电特性提供了新的思路，也为推进复杂维度自旋光电器件的发展奠定了基础。更为重要的是，二维磁体室温光磁调控+自旋光电二极管的成功研制，为未来存储技术带来了新的希望。
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图1. 混合维度异质结构在暗光 (a,d)、光照 (b,e) 和光照关闭 (c,f) 条件下的表面电势轨迹和相应的能级图。g) 由完整的 FGT 和具有表面氧空位缺陷的ZnO组成的异质结区域的差分电荷密度。根据白线轮廓计算，转移的电荷量为 0.23 个电子。h) Fe-3d和O-2p轨道的相应自旋极化PDOS图。![]()
图2. a) 混合维度自旋光电二极管器件的工作机制图。b) 器件在暗态和紫外光照条件下，正向和反向偏压下的 I-V 特性和 Fowler-Nordheim 图（插图）。插图中的方形和圆形符号分别表示暗态和光照条件。白线是实验数据的拟合曲线。c) 不同偏置模式下的隧穿能带图。d) 在暗态、光照和光照关闭状态下，对两个负偏置的终端电极区域采集的光学显微镜、AFM和KPFM图像。e) 器件在Vb = -2 V时的瞬态紫外响应。f) Gr-ZnO-Gr (G-G) 和 FGT-ZnO-Gr (F-G) 配置的偏振光敏光电流和拟合曲线。
这项工作的第一作者是杭州电子科技大学的胡亮教授。通讯作者是杭州电子科技大学的李领伟教授。L. Hu, F. Liu, Q. Quan, C. Lu, S. Yu, L. Li, Strained van der Waals Metallic Magnet for Photomagnetic Modulation and Spin Photodiode Application, Advanced Functional Materials, 2409085. DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202409085.
