国家工程中心在MoS2/YIG异质结谷电子学研究领域取得重要进展

文:国家工程中心 图:彭波 / 来源:微固学院 / 2017-12-07 / 点击量:2751

  近日,电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心彭波教授及其研究团队在MoS2/YIG异质结谷电子学研究领域取得重要进展,其研究成果“Valley Polarization of Trions and Magnetoresistance in Heterostructures of MoS2 and Yttrium Iron Garnet”近期发表在国际顶级刊物《ACS Nano》上。彭波教授为该论文第一作者和通讯作者,电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心为第一署名单位。《ACS Nano》最新影响因子13.942,为JCR 1区TOP期刊。

  如何操控电子自旋的自由度是自旋电子学器件领域的关键问题。强自旋-轨道耦合与反演对称性破缺使单层二维材料TMDs(MoS2、WSe2)具有了完美的谷选择性,为自旋电子学器件提供了一种全新的自旋自由度-谷极化度。因此,通过光、电、磁操控谷极化、谷劈裂就成为谷/自旋电子学领域内的核心科学问题,对未来谷/自旋电子学器件的应用具有极其重要的影响。

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  利用界面磁交换场效应及界面自旋轨道耦合操控电子自旋和动量具有重要的科学研究意义,将会为操控谷极化、谷劈裂开辟全新的领域。彭波教授长期从事二维材料异质结界面特性调控、谷电子学方面的研究工作,与国家“千人计划”青年项目入选者毕磊教授研究团队合作,构建了新型磁性二维材料MoS2/YIG异质结,在单层MoS2中实现了对准粒子(Trion)自旋状态的调控,自旋极化率高达80%,达到国际先进水平;提出了电子-空穴交换作用和声子散射协同作用主导Trion自旋状态的物理机制,并首次在实验上给予证实;将单层二维材料的磁阻比提高了1个数量级,是目前报道的最高水平。该研究成果在自旋电子学器件、自旋波器件、存储器件、超快光电探测器等领域具有广阔的应用前景。

   该研究工作得到国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心的大力支持。目前,中心成立了以“光控材料与器件”为研究方向的团队,重点研究光与材料的强相互作用,突破材料损耗大、调控范围窄的难题,开展智能超表面、磁光隔离器、超快超灵敏光电探测器等方面的研究工作,实现在自由空间和片上集成器件中对光的操控及探测,研发片上集成激光相控阵雷达器件。

  彭波,教授,2005年本科毕业于兰州大学化学系;2010年毕业于中国科学院理化技术研究所(北京),获博士学位;2010年6月至2015年5月,在新加坡南洋理工大学、新加坡国立大学从事单层二维材料、钙钛矿异质结界面电荷操控以及表面等离激元光学的研究工作。2015年6月加入微固学院、国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心。近几年,先后在Nano Today、ACS Nano、Nano lett、Adv Mater等国际知名学术期刊上发表论文40余篇,ISI他引1000余次,其中2016和2017年以第一作者发表JCR 1区文章5篇,其中包括2篇ACS Nano文章。


  论文链接:

  http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b05743



编辑:林坤  / 审核:罗莎  / 发布者:一戈