研究人员通过扭曲石墨烯层和硒化钨层，设计出一种利用独特自旋相关特性的开创性材料。这项自旋电子学领域的创新技术可以彻底改变先进电子设备的发展，提高处理器中磁性存储器的集成度，并克服目前在处理自旋电流方面的局限性。
一种新材料利用扭曲的石墨烯和硒化钨层释放出新颖的自旋电子学特性。这一突破为制造功能更强的精密电子器件铺平了道路。资料来源：杨浩哲，CIC nanoGUNE
与布拉格查尔斯大学（Charles University of Prague）和圣塞瓦斯蒂安CFM（CSIC-UPV/EHU）中心的研究人员合作，CIC nanoGUNE的纳米器件小组设计出了一种在自旋电子学领域具有新兴特性的新型复杂材料。这一发现发表在《自然-材料》（Nature Materials）杂志上，为开发新型、更高效、更先进的电子设备（如将磁存储器集成到处理器中的设备）提供了一系列新的可能性。
具有独特特性的二维材料的发现带动了对这些材料的研究热潮，因为当这些材料的两层叠加在一起形成异质结构时会产生新的效果。最近观察到，这些层的微小旋转就能显著改变这种异质结构的特性。
“在这项工作中，我们研究了两层石墨烯和硒化钨（WSe2）的堆叠，如果将两层硒化物叠放在一起并以精确的角度旋转，就会产生所需的特定方向的自旋电流。”伊凯尔巴斯克研究教授费利克斯-卡萨诺瓦（Félix Casanova）解释说，他是 nanoGUNE 纳米器件小组的联合负责人，也是这项工作的领导者。
自旋（电子和其他粒子的特性之一）通常沿着与电流垂直的方向传输。处理这些自旋电流是自旋电子学（利用自旋存储、处理和传输信息的电子学）的主要局限之一。费利克斯-卡萨诺瓦强调说：”这项工作表明，如果使用合适的材料，这种限制实际上就会消失。
研究人员总结说：”只需将两层材料堆叠在一起并施加’神奇’的扭转，就能获得初始材料中不存在的与自旋相关的新特性，我们在材料选择上的灵活性越大，下一代设备的设计可能性就越大”。
Reference:
“Twist-angle-tunable spin texture in WSe2/graphene van der Waals heterostructures” by Haozhe Yang, Beatriz Martín-García, Jozef Kimák, Eva Schmoranzerová, Eoin Dolan, Zhendong Chi, Marco Gobbi, Petr Němec, Luis E. Hueso and Fèlix Casanova, 27 August 2024, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-024-01985-y
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