《中國科學報》從湖北工業大學獲悉，日前該校Hong Jeongmin教授團隊在《自然》子刊“npj-自旋電子學”發表了自旋電子學領域取得的最新成果，論文題目為“用二硫化鉬（MoS2）制備室溫光敏鐵磁半導體”。湖北工業大學理學院、芯片產業學院青年教師陸晶晶為第一作者，Hong Jeongmin教授為論文通訊作者，湖北工業大學為第一單位。
二維半導體，包括過渡金屬二摻雜物（TMDs），在電子學和光子學領域備受關注，但其固有形式仍然是非磁性的。使用氦離子束輻照處理機械剝離的MoS2，使它在室溫下表現出半導體和鐵磁性，通過相關理論計算證實納米孔的控制導致了磁性的存在。此外，多層MoS2的輻照結果表明，磁矩隨著層數的增加而增大。氦離子束處理前后，導電性幾乎保持不變。經過處理的MoS2 自旋電子器件在光、磁場和/或電場的作用下顯示出"開/關"開關，這意味著二維光敏鐵磁半導體功能在室溫下得到了成功展示。
結果表明，通過氦離子研磨(HIM) 處理獲得的具有可控納米孔的MoS2單層和多層膜，顯示出高密度室溫磁性，研究表征了具有可控納米孔結構的MoS2薄膜的室溫鐵磁性和光敏性。MoS2 FET器件的I-V曲線表明，HIM處理很好地保留了MoS2的半導體特性。使用MoS2薄膜制作的自旋光開關器件展示了該器件的光學、電學和磁學可調的多重可調特性。此外，該器件還顯示了光敏磁化開關，可用作光敏鐵磁半導體。
該論文找到在室溫下獲得二維鐵磁半導體的方法，該方法對其他二維半導體的處理同樣適用，是一種實現自旋電子器件的重要方法，有助于自旋電子器件的性能提升和功能拓展。
相關論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s44306-024-00009-4
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