來源：教育裝備采購網(wǎng) 作者：Quantum量子科學(xué)儀器貿(mào)易（北京）有限公司 責(zé)任編輯：逯紅棟

自二維磁性材料被成功制備以來，人們一直度關(guān)注磁性的調(diào)控，特別是對三碘化鉻（CrI3）而言，更是受到廣泛的研究和眾多的文獻(xiàn)報道。CrI3薄片可以很容易地從大塊CrI3中剝離，就像石墨烯可以從石墨中剝離一樣。也有多篇文獻(xiàn)報道CrI3單分子膜具有層間反鐵磁序，并且在施加外場后，可以實現(xiàn)從反鐵磁性到鐵磁性的轉(zhuǎn)變，并觀察到巨大的隧穿磁阻。令人驚訝的是，CrI3雙層膜表現(xiàn)出反鐵磁性，而三層膜又是鐵磁性的。

近期，Jie Shan和Kin Fai Mak（美國康奈爾大學(xué)）的研究小組在理解CrI3薄膜厚度對磁基態(tài)依賴性的物理起源方面取得了顯著突破。此外，他們的研究成果為類似薄膜的磁性調(diào)控開辟了道路。在他們的研究中，基于attocube的低溫恒溫器在各種實驗技術(shù)中都起到了關(guān)鍵性作用。

近期，該課題組就新的研究成果發(fā)表了多篇論文。詳細(xì)的發(fā)現(xiàn)如下：材料科學(xué)家不僅要了解材料的特性，而且需要能設(shè)計出具有所需特性的材料并在器件中實現(xiàn)。當(dāng)涉及到設(shè)計所需的性能，范德瓦爾斯材料（vdWMs）已被證明是特別有益的。然而，在范德瓦爾斯材料中缺乏磁性材料，磁性材料在技術(shù)上可用于數(shù)據(jù)存儲或傳感器。CrI3是一種罕見的具有本征磁性的范德瓦爾斯材料，盡管這種情況只發(fā)生在低溫下并且材料對空氣敏感。CrI3近年來已成為研究和開發(fā)范德瓦爾斯材料有用特性的重要平臺。

Nature前沿動態(tài)：低溫強(qiáng)磁場共聚焦顯微鏡助力CrI3在新興潛在領(lǐng)域中的應(yīng)用

圖1. 雙層CrI3中，磁圓二色信號在不同溫度下隨磁場變化曲線，揭示了壓致鐵磁性在~60?K下仍然存在[1]。

Jie Shan和Kin Fai Mak（美國康奈爾大學(xué)）的小組以面向應(yīng)用的方式廣泛研究了CrI3薄片的磁有序性。研究成果顯示CrI3中的層間反鐵磁耦合在轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性之前，可以在壓力下被調(diào)諧近****[1]。此外，在雙層CrI3中，通過電場調(diào)控技術(shù)，證明了反鐵磁共振在幾十GHz范圍內(nèi)的可調(diào)諧性，表明了CrI3在超高速數(shù)據(jù)存儲和處理方面的潛力[2]。

Nature前沿動態(tài)：低溫強(qiáng)磁場共聚焦顯微鏡助力CrI3在新興潛在領(lǐng)域中的應(yīng)用

圖2. CrI3制成的機(jī)械諧振器中，機(jī)械振幅隨驅(qū)動頻率在磁場中的變化（磁場掃描范圍-1T-1T）[3]。

研究也為磁驅(qū)動和磁傳感的潛在應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該小組證明了雙層反鐵磁CrI3中的磁致伸縮：在由CrI3制成的機(jī)械諧振器中，共振頻率取決于材料的磁性狀態(tài)[3]。

利用電場控制CrI3層間磁序的特性，課題組設(shè)計并測試了一種基于CrI3的自旋晶體管。該器件中的磁化配置不受自旋電流控制，而由柵電壓控制，自旋晶體管可以實現(xiàn)約400%的電導(dǎo)比，這適用于非易失性存儲器應(yīng)用[4]。

以上的結(jié)果是借助于attoDRY1000和attoDRY2100低溫恒溫器獲得的，這些低溫恒溫器可以與拉曼光譜、磁圓二色性、磁光克爾效應(yīng)和隧道磁阻測量等多種實驗技術(shù)結(jié)合使用。

 attoDRY2100+CFM I主要技術(shù)特點：

 + 應(yīng)用范圍廣泛:  PL/EL/ Raman等光譜測量

 + 變溫范圍：1.8K - 300K

 + 空間分辨率：< 1 mm

 + 無液氦閉環(huán)恒溫器

 + 工作磁場范圍：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁體可選)

 + 低溫消色差物鏡NA=0.82

 + 精細(xì)定位范圍： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K

 + 精細(xì)掃描范圍：30 mm X 30 mm@4K

 + 可進(jìn)行電學(xué)測量，配備標(biāo)準(zhǔn)chip carrier

 + 可升到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、SHPM等功能

 參考文獻(xiàn)：

[1] T. Li et al., Pressure-controlled interlayer magnetism in atomically thin CrI3, Nature Mater.?18, 1303 (2019)

[2] X.-X. Zhang et al., Gate-tunable spin waves in antiferromagnetic atomic bilayers, Nature Mater.?19, 838 (2020)

[3] S. Jiang et al., Exchange magnetostriction in two-dimensional antiferromagnets, Nature Mater. 19, 1295 (2020)

[4] S. Jiang et al., Spin tunnel field-effect transistors based on two-dimensional van der Waals heterostructures, Nature Electron.?2, 159 (2019)

原文章鏈接：https://www.caigou.com.cn/news/2021033128.shtml

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