半导体所二维半导体磁性掺杂研究取得进展
近年来,二维范德华材料如石墨烯、二硫化钼等由于其独特的结构、物理特性和光电性能而被广泛研究。在二维材料的研究领域中,磁性二维材料具有更丰富的物理图像,并在未来的自旋电子学中有重要的潜在应用,越来越受到人们的关注。掺杂是实现二维半导体能带工程的重要手段,如果在二维半导体材料中掺杂磁性原子,则这些材料可能在保持原有半导体光电特性的同时具有磁性。近日,中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验研究员魏钟鸣、李京波带领的科研团队,在铁掺杂二维硫化锡(Fe-SnS2)晶体的光、电和磁性研究方面取得新进展。 硫化锡(SnS2)是一种光电性能优异的二维范德华半导体材料,也是目前报道的光电响应时间最快的二维半导体材料之一。该材料无毒、环境友好,含量较丰富而且易于制备。该研究团队通过用传统的化学气相输运法摸索生长条件,获得不同掺杂浓度的高质量的Fe-SnS2单晶,然后通过机械剥离法获得二维Fe-SnS2纳米片。扫描透射电子显微镜(STE......阅读全文
半导体所二维半导体磁性掺杂研究取得进展
近年来,二维范德华材料如石墨烯、二硫化钼等由于其独特的结构、物理特性和光电性能而被广泛研究。在二维材料的研究领域中,磁性二维材料具有更丰富的物理图像,并在未来的自旋电子学中有重要的潜在应用,越来越受到人们的关注。掺杂是实现二维半导体能带工程的重要手段,如果在二维半导体材料中掺杂磁性原子,则这些材
中国科大二维磁性半导体材料研究获进展
中国科学技术大学国家同步辐射实验室副研究员闫文盛、孙治湖和刘庆华组成的研究小组在教授韦世强的带领下,利用同步辐射软X射线吸收谱学技术,在研究二维超薄MoS2半导体磁性材料的结构、形貌和性能调控中取得重要进展。该研究成果发表在《美国化学会志》上。 二维超薄半导体纳米片具有宏观上的超薄性、透明性
磁性半导体在三维材料中保留二维量子特性
美国宾夕法尼亚州立大学和哥伦比亚大学领导的国际团队在新一期《自然·材料》杂志上发表了一项重要研究成果,展示了磁性半导体在三维材料中保持特殊的二维量子特性。这一突破为现实世界中的光学系统和高级计算应用提供了新的可能性。 尽管二维材料如石墨烯展示了广泛的功能,并具有革命性的潜力,但维持其在二维极限
磁性半导体的定义
磁性半导体(英语:Magnetic semiconductor)是一种同时体现铁磁性(或者类似的效应)和半导体特性的半导体材料。
磁性半导体的分类
磁性半导体研究热点为主要为两类半导体:稀磁半导体、铁磁半导体。
稀磁性半导体的应用
稀磁性半导体是指非磁性半导体中的部分原子被过渡金属元素取代后形成的磁性半导体,因兼具有半导体和磁性的性质,即在一种材料中同时应用电子电荷和自旋两种自由度,因而引起广泛关注,尚处于研究阶段。
磁性半导体的应用特点
磁性半导体(英语:Magnetic semiconductor)是一种同时体现铁磁性(或者类似的效应)和半导体特性的半导体材料。如果在设备里使用磁性半导体,它们将提供一种新型的导电方式。传统的电子元件都是以控制电荷自由度(从而有n型和p型半导体)为基础工作,磁性半导体能控制电子的自旋自由度(于是有了
磁性半导体的发展历史
第一代磁性半导体关于磁性半导体的研究可以追溯到20世纪60年代。我们首先来简单回顾一下关于浓缩磁性半导体(Concentrated Magnetic Semiconductor)的研究进展。所谓浓缩磁性半导体即在每个晶胞相应的晶格位置上都含有磁性元素原子的磁性半导体,例如Eu或Cr的硫族化合物:岩盐
稀磁性半导体的制备方法
分子束外延法分子束外延(MBE)技术由于其在原子尺度上精 确控制外延膜厚、掺杂和界面平整度的特点,明显优 于液相外延法和气相外延生长法,更有利于生长高质 量DMS薄膜。采用低温分子束外延(LT-MBE)技术, 能够有效的抑制新相的析出,同时辅助以高能电子衍 射仪(RHEED),监控生长过程中的表面再
新型磁性二维材料研究获进展
复旦大学教授张远波团队在二维磁性材料领域取得重大突破——发现一种新型的磁性二维材料Fe3GeTe2,为研究二维巡游磁性提供了一个全新的理想体系。今天,这一研究成果发表于《自然》。 伴随着单原子层的石墨材料——石墨烯被成功分离出来,二维材料的概念被正式提出来。近年来,磁性二维材料成为新的研究热点
稀磁性半导体的发展前景
稀磁半导体兼具半导体和磁性材料的性质,使同时利用半导体中的电子电荷与电子自旋成为可能,为开辟半导体技术新领域以及制备新型电子器件提供了条件。尽管对于DMS材料应用的研究尚处于实验探索阶段,但已展示出其广阔的应用前景。如将 DMS材料用作磁性金属与半导体的界面层,实现自旋极化的载流子向非磁性半导体中的
稀磁性半导体的研究进展
从根本上说主要是由于自旋电子之间的交换作用使得磁性半导体具有磁性。经常用于解释磁性半导体的磁性起源的交换作用模型有描述绝缘体中磁性的直接交换作用和超交换作用、载流子媒介交换作用和描述部分氧化物中掺杂磁性的束缚磁极化子模型。传统铁磁金属之间的铁磁耦合用直接交换作用机制来描述,而金属氧化物、硫化物、氟族
双极磁性半导体的概念和特征
双极磁性半导体(英文Bipolar Magnetic Semiconductors,缩写BMS) 是一类特殊的磁性半导体材料,它具有独特的电子能带结构:价带顶和导带底是100% 自旋极化的,且它们的自旋极化方向是相反的。 双极磁性半导体具有三个特征能隙:价带内的自旋翻转能隙Δ1,半导体带隙Δ2和导带
半导体所等关于磁性半导体(Ga,Mn)As的研究获得进展
最近,《纳米快报》杂志报道了中科院半导体研究所超晶格室赵建华研究员和博士生陈林将磁性半导体(Ga,Mn)As居里温度提高到200K的研究成果,此项工作是与杨富华研究组以及美国佛罗里达州立大学Stephan von Molnár教授和熊鹏教授研究组合作完成的。 (Ga,Mn)A
半导体所等在磁性半导体(Ga,Mn)As研究中取得进展
中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室赵建华团队及合作者美国佛罗里达州立大学教授熊鹏等在有机自组装分子单层对磁性半导体(Ga,Mn)As薄膜磁性调控研究方面取得新进展,相关成果发表在Advanced Materials(2015,27,8043–8050,DOI: 10.1002/ad
双极磁性半导体的性质和潜在应用
自旋一般只能通过磁场来调控,这使自旋器件微型化和集成化难以实现,而用电场调控则可解决此矛盾。因此,如何实现利用电场调控电子的自旋,是自旋电子学面临的关键科学问题之一。双极磁性半导体就是为解决此问题而提出的。此类材料的独特之处在于其价带顶与导带底具有相反的自旋极化方向,因而可通过调节费米能级的位置(例
美国发现新型二维半导体材料
近日,美国犹他大学发现一种新型二维半导体材料一氧化锡。据了解,该材料可用于制备计算机处理器和图形处理器等电子设备内的晶体管,有助于研制出运行速度更快、更加节约能源的智能手机和计算机等电子设备。 当前,电子设备内晶体管的玻璃基板由许多层三维材料构成,如硅材料。其弊端在于当电子通过时,会在所有层内
二维半导体材料家族又有“小鲜肉”
据美国犹他大学官网消息,该校工程师最新发现一种新型二维半导体材料一氧化锡(SnO),这种单层材料的厚度仅为一个原子大小,可用于制备电子设备内不可或缺的晶体管。研究人员表示,最新研究有助于科学家们研制出运行速度更快且能耗更低的计算机和包括智能手机在内的移动设备。 一氧化锡这个“小鲜肉”由犹他大学
半导体所在反转能带半导体表面磁性全电控制方面取得进展
在国家基金委和中科院创新工程的支持下,半导体研究所常凯研究员和博士生朱家骥与美国斯坦福大学物理系张首晟教授合作,从理论上研究了BiSe等材料表面磁性全电控制的可能性。 通过控制载流子浓度以控制材料磁性是半导体自旋电子学领域的一个重要研究方向。这种控制方案已经在稀磁半导体GaM
具二维亚铁磁性石墨烯系统首次合成
俄罗斯圣彼得堡国立大学的科学家与外国同事合作,在世界上首次在石墨烯中创造出二维亚铁磁性,所获得的石墨烯的磁性状态为新的电子学方法奠定了基础,有望开发出不使用硅的替代技术设备,提高能源效率和速度。 石墨烯是碳的二维改性形式,是当今所有可用的二维材料中最轻、最坚固的,而且具有高导电性。2018年,圣
二维磁性超导异质结量子物态调控研究获进展
中山大学物理学院教授钟定永团队在国家自然科学基金、国家重点研究计划等项目的资助下,在二维磁性-超导异质结量子物态调控研究方面取得新进展。相关成果近日发表于《纳米快报》(Nano Letters)。磁性与超导电性是广受关注的宏观量子现象。当磁性材料与超导材料形成异质结时,由于两种物态的相互竞争与耦合,
新方法助力二维半导体材料开发
中国科学院院士、北京科技大学教授张跃及北京科技大学教授张铮团队等提出了一种名为“二维Czochralski(2DCZ)”的方法,该方法能够在常压下快速生长出厘米级尺寸、无晶界的单晶二硫化钼晶畴,这些二硫化钼单晶展现出卓越的均匀性和高质量,具有极低的缺陷密度。1月10日,相关研究成果发表在《自然—材料
物理所的又一发现!磁性二维晶体中拓扑磁性斯格明子
磁性斯格明子(Magnetic Skyrmion)是一种具有手性自旋的纳米磁畴结构,具有拓扑保护性、低驱动电流密度,及磁、电场和温度等多物理调控的特性,是未来高密度、高速度、低能耗信息存储器件的核心理想存储单元。开发更多优异性能的磁性斯格明子新材料是目前磁电子学领域的研究热点,也是推进磁性斯格明
半导体所发现一种新的二维半导体材料——ReS2
最近,中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室由中美联合培养的博士后Sefaattin Tongay等人在吴军桥教授、李京波研究员、李树深院士的团队中,在二维ReS2 材料基础研究中取得新进展,发现ReS2 是一种新的二维半导体材料。相关成果发表在2014年2月6日的《自然-通讯》上,
热扫描探针光刻技术消除二维半导体材料
二维半导体材料,比如二硫化钼(MoS2),表现出了诸多新奇的特性,从而使其具有应用于新型电子器件领域的潜力。目前,研究人员常用电子束光刻的方法,在此类仅若干原子层厚的材料表面定域制备图形化电极,从而研究其电学特性。然而,采用此类方法常遇到的问题之一是二维半导体材料与金属电极之间为非欧姆接触,且
国科大等:二维半导体新成果登上Nature
经过数十年发展,半导体工艺制程已逐渐逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路以实现三维集成技术的突破,已成为国际半导体领域积极探寻的新方向。由于硅基晶体管的现代工艺采用单晶硅表面离子注入的方式,难以实现在一层离子注入的
国科大等:二维半导体新成果登上Nature
创新方法打破硅基逻辑电路的底层“封印”经过数十年发展,半导体工艺制程已逐渐逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路以实现三维集成技术的突破,已成为国际半导体领域积极探寻的新方向。由于硅基晶体管的现代工艺采用单晶硅表面离
科学家攻克二维半导体欧姆接触难题
1月11日,南京大学教授王欣然、施毅带领国际合作团队在《自然》上以《二维半导体接触接近量子极限》为题发表研究成果。该科研团队通过增强半金属与二维半导体界面的轨道杂化,将单层二维半导体MoS2的接触电阻降低至42Ω·μm,超越了以化学键结合的硅基晶体管接触电阻,并接近理论量子极限,该成果解决了二维半导
美证实二维半导体存在普适吸光规律
以往的研究表明,二维碳薄片石墨烯拥有一个通用的光吸收系数。而据物理学家组织网近日报道,现在,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家首次证实,所有的二维半导体也同样普遍适用于一个类似的简单吸光规律。他们利用超薄半导体砷化铟薄膜进行的实验发现,所有的二维半导体,包括受太阳能薄膜和光电器件行业青睐的
半导体所在二维GaS超薄半导体的基础研究中取得新进展
最近,中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室博士后杨圣雪、博士生李燕,在李京波研究员、李树深院士和夏建白院士的团队中,在二维GaS超薄半导体的基础研究中取得新进展。相关成果发表在2014年2月7日英国皇家化学会主办的《纳米尺度》(Nanoscale)上,并被选为“热点论文”(Hot