二维磁性半导体CrPS$_4$中的栅极调控磁输运与磁性的静电调制
介观与纳米尺度物理
2023-05-04 v2 材料科学
摘要
利用场效应晶体管（FETs）通过输运测量来探究原子级薄磁性半导体十分困难，因为大多数二维磁性半导体极窄的能带导致载流子局域化，阻碍晶体管工作。此处我们展示，剥离的CrPS层——一种带宽接近1 eV的二维层状反铁磁性半导体——可实现正常工作至低温的FETs。利用这些器件，我们进行了电导随温度和磁场变化的测量，以确定包含自旋翻转（spin-flop）和自旋反转（spin-flip）相的完整磁相图。我们发现磁电导强烈依赖于栅极电压，在电子导电阈值附近可达高达5000 %的值。尽管本研究所用CrPS多层相对较厚，栅极电压仍允许调控磁态。我们的结果表明，需要实现具有足够大带宽的二维磁性半导体以制造正常工作的晶体管，并确定了可实现全栅极可调半金属导体的候选材料。
引用
@article{arxiv.2301.10535,
title = {Gate-controlled Magnetotransport and Electrostatic Modulation of Magnetism in 2D magnetic semiconductor CrPS$_4$},
author = {Fan Wu and Marco Gibertini and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ignacio Gutiérrez-Lezama and Nicolas Ubrig and Alberto F. Morpurgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10535},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in Advanced Materials