生肖马生肖马的人有高超的技能,有强大的自信心,口才流利,生肖马的人做事稳重踏实,从不轻易妥协,具备卓越的市场洞察力和战略眼光,能够准确把握市场需求,使......
近年来,国家纳米科学中心研究员课题组围绕超结构纳米材料开展了一系列原创性研究,包括新型超结构纳米材料的合成制备、超结构组装与形成机制、超结构的物理化学性质探究、以及相关领域的应用探索。
图 | (来源:唐智勇)
其中,具有原子级结构精确可调控的金属纳米团簇,是其一直非常关注的研究方向之一。在前期研究中,他们从金属纳米团簇的合成制备出发,系统研究了这类新型有机-无机杂化纳米材料有别于传统纳米材料的一些独特性质,从而进一步探索了其应用,比如基于组装超结构的分离、催化、手性光学、以及电磁学器件等。
近年来,自旋电子学以及自旋器件是一个全新的研究方向。相比于传统的电磁器件,自旋电子器件为构建低能耗、高稳定性的储存元件提供了新机遇。
而自旋阀正是一种典型的自旋器件,目前已广泛用于商用存储器件中。自旋阀主要由两个具有不同矫顽力场的铁磁性电极和一个夹在中间的非磁性夹层组成。
传统的无机和有机的半导体材料都已被广泛地作为非磁性层来制备自旋阀,但其各自的输运机制很不相同,同时也各有优缺点。
而通过巧妙结合无机半导体和有机半导体优点,新型的无机-有机杂化材料有望进一步提升自旋器件的相关性能。
在这样的研究背景之下,该团队尝试性地将这种具有离散能级、可调控磁化性质、强库仑阻塞和强光电响应等特性的金属团簇,运用在了这一领域里。
非常欣喜的是,他们构筑的基于 Au25 团簇自旋阀器件,在室温条件下就被观察到了非常明显的磁电阻信号。对于金属团簇独特物化性能的理解、以及在自旋器件等方面的应用,都具有重大意义。
近日,相关论文以《金属纳米团簇基自旋阀中的室温自旋输运》()为题发表在 Angewandte Chemie 上 [1]。
可以说,课题组构建了首例基于金属纳米团簇的自旋阀器件,并且系统性地探究了金属团簇的自旋输运性能,发现 Au25 自旋器件获得了室温 1.6% 的磁电阻。伴随的光响应特性,还证实了自旋极化载流子在 Au25 中自旋相干输运。
更有意思的是,他们发现了与 Au25 相比在结构上仅差一个 Au 原子的 Au24 基自旋器件的无室温磁电阻信号。这种结构依赖明显不同的自旋输运性,研究团队将其归因于结构依赖的自旋-轨道耦合效应。同时,该工作对于深入理解纳米团簇的量子性质和未来开发高性能自旋阀器件都具有启示作用。
受益于金属团簇温和的制备条件、易于加工成膜性、结构稳定性和性能可调控性,该成果实现了传统无机和有机半导体材料作为自旋阀器件性能的优缺互补,有望用于新型自旋存储器件的开发。
据介绍,此次实验课题的确定,来自于与国家纳米科学中心研究员的一场讨论,此前双方都想通过合作解决交叉科学领域中一些广为关注的关键问题。
是有机自旋器件领域的专家,对于有机材料的设计、器件的搭建、评价等具有丰富的经验和夯实的研究平台。而团队在新型超结构材料方面的设计、制备和性质探究等方面,也有着多年的积累。
这样一次偶然的交流,让两个团队做出了如下设想:运用新型的有机-无机杂化材料作为自旋器件的分离层,可能会产生一些新的效应。研究中,他们一开始也是以尝试为主,简单而言就是试错,毕竟化学本身也是一门试验性科学。
在不断的试错和总结中,合作团队发现在室温下,某些具有特定结构的金属团簇也能表现出明显可观测到的自旋输运性能。这样一个实验结果,不仅引发了大家的研究兴趣,更对试错方向提供了指引。
后续,他们又相继合成多种不同结构类型的团簇,并且对其自旋输运性能进行评价。最后一步则是对构-效关系进行探究,双方根据观测到的实验现象和结构,对团簇的结构进行了分类,进一步对其机制进行了深入探究。
另据悉,团队非常关注的另一个方向是无机手性纳米材料的开发和应用。有研究发现,在不加外界磁场的前提下,手性本身也对于自旋电子有一定的筛选作用。
这意味着,基于手性纳米材料的自旋器件可以替代外界磁场,这会给存储器件带来更多应用前景。因此,开发手性超材料的自旋器件及其性质探究,是该课题组后续关注的主要方向之一
参考资料:
1.Zhu, Y., Guo, L., Guo, J., Zhao, L., Li, C., Qiu, X., ... & Tang, Z. (2022). Room‐Temperature Spin Transport in Metal Nanocluster‐Based Spin Valves.Angewandte Chemie.
2022年12月31日,欧尚汽车携手用户在东北雪乡共同度过了2022年的最后一天,同步在云端与大江南北的用户和网友们热烈互动,迎新2023。跨年夜现场,一边是零下30度......
游戏的意义就在于它能够给人带来快乐,大家好,我是小三,每天给大家分享游戏中的八卦趣事。超级神兔的特殊技能加50%输出今年的神兽超级神兔癸卯已经上线了,超......
生肖鸡生肖鸡的人有组织能力,善于总结经验,终会幸福,生肖鸡的人凡事看好的一面,不轻言放弃,不畏艰难,好事连连不断,爱情收获甜蜜。十分喜欢交朋友,他们经......
生肖羊生肖羊的人为人踏实,有灵活性,口才流利,生肖羊的人具有高度的自信和自尊,能够坚定地面对挑战和批评,具备卓越的创新和创造力,能够不断推陈出新,使事......
生肖虎生肖虎的人有独立思考的能力,善于开拓创新,值得深交,生肖虎的人可以调整自己的心态,不让会复杂的事情扰乱自己的情绪,通过不断学习和提升,成为职场中......
生肖虎生肖虎的人性格好,善于做好事,有丰富的人生经验,生肖虎的人勇于尝试新事物,不断创新,聚财聚福,吃喝不愁,只要肯努力,生活会越来越好。坚韧毅力和乐......
生肖马生肖马的人有高超的技能,有强大的自信心,口才流利,生肖马的人做事稳重踏实,从不轻易妥协,具备卓越的市场洞察力和战略眼光,能够准确把握市场需求,使......
生肖虎生肖虎的人爱情开花结果,有洞察力,细心周到,生肖虎的人具备良好的团队协作和合作精神,能够有效地与他人合作,具备卓越的团队合作和领导能力,能够有效......
朝鲜各地火热开展农家肥生产竞赛,旨在提升农田肥力
龙芯打印驱动引擎登陆统信、麒麟商店,打印机支持率超 95%
龙芯2K2000通用SOC芯片详细信息公布:集成自研LG120 GPU核
龙芯 3A6000 PC 处理器预计上半年流片,明年大批量出货
龙芯 2K1500 流片成功:自研双核 1GHz、功耗仅 2.8W
龙腾光电:预计 2022 年净利润同比减少 75.29% 到 71.45%
龙头大佬撑腰、业绩暴增?这家锂电公司成为“出货王”,即将上市!
齐鲁二号等卫星将搭乘长征二号丁遥71火箭“一箭十四星”拼车发射
鼠标传感器大厂原相 2 月营收增长 16%,第一季度有望止跌回升
鼎桥行业终端新增华为 Mate50 系列,集成安全定制科技
黑龙江一处旧房发现神秘动物骨架,专家:很可能是猞猁
黑鲨冰封制冷背夹 3 标准版发布,首发价 99 元
黑曜石发布《天外世界:太空人之选版》游戏,整合全部 DLC
黑客攻击频繁,澳大利亚计划全面修订网络安全规则,
黄陂为什么叫黄陂?火爆全球的ChatGPT,为武汉黄陂作诗一首!
黄金玉器等传统首饰春节热销,兔元素最受宠
黄石长江码头油库举行实战式消防演练
黄石文旅“烟火气”升腾,春节假期游客量同比增长两成
黄石3个文旅重点项目签约,阳新仙云山旅游区打造“仙湖之眼”
黄河 Huanghe 2250 V4 服务器发布
黄晓明点赞的技术公益创造营到底是什么?
黄冈文旅市场强劲回暖,春节假期旅游总收入同比增三成
黄冈回应法拉第未来中国总部落户:正接洽合作事宜
黄冈6个文旅重点项目签约,将围绕东坡文化打造超级IP