En intercalant des protons dans le ferromagnétique de van der Waals Cr1.2 Te2 nanoflakes, un groupe de chercheurs a réussi à induire une transition de phase magnétique à température ambiante du ferromagnétisme à l'antiferromagnétisme.
La collaboration a impliqué des professeurs du laboratoire de champ magnétique élevé des instituts de sciences physiques de Hefei, de l'Académie chinoise des sciences (CAS), de l'université de technologie de Hefei, de l'université de technologie de Chine du Sud et de l'université des sciences et technologies de Chine.
La recherche a été récemment publiée dans Physical Review Letters. .
Le contrôle de la direction de la magnétisation dans les ferromagnétiques bidimensionnels est essentiel pour développer des dispositifs spintroniques super-compacts et non volatils. Dans les dispositifs spintroniques traditionnels, la direction de magnétisation peut généralement être commutée par un champ magnétique local induit par le courant ou par un couple de transfert de spin. Cependant, la forte densité de porteurs dans les ferromagnétiques itinérants de Van der Waals est difficile à régler, ce qui a entravé les progrès dans ce domaine.
Dans cette recherche, les chercheurs ont fabriqué des monocristaux de haute qualité et ont découvert que le Cr1,2 Te2 les nanoflakes exfoliés à partir de ces cristaux présentaient des boucles d'hystérésis de forme carrée à température ambiante, confirmant leur grande valeur pratique.
Une étude plus approfondie a révélé qu'à T =200 K, le magnétisme dans un Cr1,2 de 40 nm d'épaisseur Te2 les nanoflakes ont présenté une évolution non monotone par rapport à la tension de grille. Plus précisément, la résistivité anormale de Hall augmente d'abord puis diminue.
Lorsque la concentration de dopage électronique ne =3,8×10 21 cm -3 à Vg =-14 V, la résistivité Hall anormale a disparu, révélant une possible transition de phase magnétique.
L'analyse théorique a montré que le dopage de type électronique peut être obtenu dans le Cr1.2 intercalé par des protons. Te2 , et une transition de phase magnétique de FM à AFM peut être réalisée avec une concentration de dopage critique d'environ 10 21 cm -3 , ce qui est cohérent avec leurs observations expérimentales.
Selon l'équipe, cette transition de phase FM vers AFM dans un aimant de van der Waals à température ambiante pourrait conduire à des dispositifs spintroniques améliorés.
Plus d'informations : Cheng Tan et al, Transition de phase magnétique à température ambiante dans un ferromagnétique de van der Waals réglé électriquement, Physical Review Letters (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.166703
Informations sur le journal : Lettres d'examen physique
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
