二维材料异质结的磁电输运特性研究

发布时间：2024-06-29 06:01

　　近五十年来,半导体产业取得了蓬勃发展。然而,随着大数据和人工智能时代的到来,信息的爆炸式增长使消费市场对半导体电子、微电子器件的数据存储密度和能效提出了新的要求。小尺寸器件中愈发显著的量子隧穿效应以及器件新制备技术所需的高昂成本,使得传统半导体器件和微电子器件的进一步发展面临巨大挑战。在此背景下,新材料和新型器件的探索成为应对此挑战极具潜力的方案之一。2004年,石墨烯的问世引起了学术界对二维材料的强烈关注,拉开了二维材料研究的序幕。至今,二维材料体系几乎涵盖了传统材料具备的所有功能属性,围绕二维材料的研究已延伸至各个领域。由于其独特的层状结构,二维材料表现出许多新颖的物理化学性质,满足未来市场对器件尺寸最小化和功能最大化的需求。不仅如此,由于二维材料层与层之间依靠范德瓦尔斯相互作用连接,可以与任意维度的材料组建异质结而不用考虑晶格适配的问题,对实现多功能电子器件,光电器件,自旋电子器件具有重要意义。在诸多二维材料体系中,黑磷、过渡金属硫族化物以及近来新兴的磁性二维材料展现出优异的性能,例如超高载流子迁移率和强的自旋轨道耦合作用,丰富的光电特性和自旋输运特性等,为未来新型纳米电子器件的...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２?ｈ－ＢＮ晶体结构示意图Ｍ??４??

电子和空穴赝自旋极化方向相反，赝自旋??极化率高达９５％＃］，进一步扩大了黑磷的应用范围及前景。尽管黑磷展现出诸多??优势，但它在空气中易氧化，环境稳定性较差等问题，是黑磷产业化之路上必须??跨越的技术壁垒。目前，研宂人员证明，化学元素掺杂或化学离子表面修饰等手??段可以在不降低....

图１．３由ＩＶ族元素和ｍ－Ｖ族元素构成的４４种不同种类ＭＸ２化合物【６５】??

?第１章绪?论???３．过渡金属二硫化物（ＴＭＤｓ）??ＴＭＤｓ是表现最为突出的二维材料体系之一。ＴＭＤｓ指一大类材料，化学通??式为ＭＸ２，其中Ｍ指过渡金属原子（Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｒｅ等），Ｘ指硫族元素原子（Ｓ、??Ｓｅ、Ｔｅ）。ＴＭＤｓ的组成元素如图１．３所示，每一层ＴＭＤｓ由....

图１．４?（ａ）单层ＴＭＤ的两种类晶体结构、（ｂ）常见ＴＭＤｓ的电学特征ｌＭ〗??

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图１．５ＣｒＩ３隧道结示意图和磁电阻效应【７９】??经过不懈努力，目前人们分别在Ｃｒ２Ｇｅ２Ｓｅ６［２Ｑ］、ＭｎＳｅ２＿、ＣｒＸ（Ｓｉ或Ｇｅ）Ｔｅ３、??

?第１章绪?论???料对电子的散射作用较强，此时通过器件的电流很小，因而整个器件呈现高阻态；??若不断增大磁场至两层材料磁矩平行排列，此时携带相同取向自旋的电子可以顺??利通过两层薄膜，整个器件呈现低阻态，如图１．５所示［７（＾７８］。实验发现利用单一??Ｃｒｌｒ薄膜制备的器件可....

本文编号：3997274