Исследователи синтезировали магнитные полупроводниковые лантанидные MXene
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Линчёпингского университета и их коллеги синтезировали новый класс двумерных магнитных полупроводников — лантанидные MXene (Ln2CT2) — с помощью метода «снизу вверх» из слоистых галогенидов. Материалы демонстрируют настраиваемые оптические запрещённые зоны 1,26–1,71 эВ и ферромагнитный гистерезис при 2 К, что открывает путь для спинтронных устройств.
Метод синтеза
Группа разработала подход «снизу вверх», используя слоистые галогениды лантанидов (LnCl3, LnBr3) в качестве вандерваальсовых строительных блоков, избегая традиционного травления HF, которое растворяет лантаниды. Многослойные Ln2CT2 (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Lu; T = Cl, Br) были получены с высокой кристалличностью. Этот метод преодолевает нехватку MAX-прекурсоров и чувствительность лантанидов к кислотным травителям.
Электронные и магнитные свойства
Оптические пороги поглощения находятся в диапазоне 1,26–1,71 эВ, удельное сопротивление при комнатной температуре — 0,329–36,1 Ом·см с отрицательным температурным коэффициентом. При 2 К наблюдался ферромагнитный гистерезис с положительными температурами Кюри–Вейсса 6–59 К. Теоретические расчёты показывают, что поверхностные терминалы открывают запрещённые зоны, истощая d-электронные состояния вблизи уровня Ферми, а локализованные 4f-электроны вызывают расщепление спинов.
Потенциал для спинтроники
Сочетание полупроводниковых и ферромагнитных свойств делает Ln2CT2 кандидатом для спинтронных устройств, таких как магнитные туннельные переходы и спиновые вентили. Настраиваемая запрещённая зона и удельное сопротивление при комнатной температуре позволяют адаптировать материалы для конкретных приложений. Эта работа расширяет семейство MXene, включая лантаниды с сильной спиновой поляризацией.
Что дальше
Команда планирует изучить интеграцию устройств и масштабирование синтеза. Остаётся неясным, сохранят ли материалы магнитный порядок при более высоких температурах или в монослойной форме.
1 источник
Исследователи синтезировали магнитные полупроводниковые лантанидные MXene
