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自旋电子学的出现与发展,使得摩尔定律得以延续,利用电子自旋自由度促使新一代电子器件集成微型化成为新的发展趋势。石墨烯等二维材料的出现为自旋电子学提供了新的发展机会,是集成微型化中不可或缺的部分,具有丰富的光学、电学、热学性质和宽广的应用前景。利用二维材料堆叠形成的范德瓦尔斯异质结为新一代电子器件的发展指引了一个新的方向,在自旋电子学、光电子学、传感器、存储器能多方面领域都有应用价值。但自旋电子学中仍有二维磁性的空缺,直至2017年在二维范德瓦尔斯磁性材料CrI3和Cr2Ge2Te6单层中首次报导了长程磁有序的存在,才弥补了这一空缺,激发了大量关于二维磁性材料的探索研究,自此二维磁性材料成为自旋电子学进一步发展的契机。由于当前现有的二维磁性材料TC都较低,相当一部分在空气中并不稳定,物性研究尚未完全清晰,因此探索新型二维磁性材料和研究内在物理性质是当前研究的两个主要方向。我们依托强磁场与高压技术等极端实验条件,对二维磁性材料的物理性质进行了研究,另外也探索了新型的二维磁性材料,主要开展了以下研究工作:第一章绪论部分首先在第一节引言中简介了自旋电子学的发展概况,接着在第二节中介绍了物质磁性的概念和磁性材料的分类,第三节综述了几类典型的二维磁性材料,第四节简单介绍了基于二维磁性材料的异质结与自旋器件,第五节是本论文的选题背景与研究内容。第二章详细介绍了本论文使用到的实验方法。首先简要介绍了样品生长所用的化学气相输运法和助熔剂法,随后介绍了 X射线衍射、X射线能量色散谱、低场磁性测试、比热测试、高压技术、脉冲高场磁化强度测试和稳态高场磁扭矩测试等实验手段。第三章中我们利用高压手段研究Fe3GeTe2中的晶格动力学与输运性质。通过实验结果我们发现,Fe3GeTe2的巡游铁磁序在临界压力点PC≈10 GPa消失,低温区电阻的拟合参数也同样在PC附近观察到了异常,而同时在拉曼散射谱中我们也观察到了量子临界点PC附近的异常晶格软化现象。在压力诱导的量子三临界点PC时,自旋声子耦合和自旋轨道相互作用导致自旋涨落增强,使其足以完全压制随着压力增强而减弱的铁磁性交换相互作用J,从而铁磁态彻底被压制,发生FM-PM转变,Tc降为0。第四章中我们利用强磁场实验装置来研究CrOCl的高场磁性行为。脉冲高场磁化测试结果发现CrOCl在低场下各向异性非常显著,而高场时各向异性逐渐退化,趋向于各向同性,磁化强度在29.5T时达到饱和状态。进一步地,通过分析脉冲高场磁化测试结果、稳态高场磁扭矩测试结果和低场比热数据,发现10T和20T之间存在新相,分析表明这可能是结构相变导致的磁晶各向异性的转变。第五章主要介绍新型二维磁性材料VCl3的探索与物性研究。我们在探索新型二维磁性材料的过程中获得了 VCl3,样品的磁性测试表明外磁场H//c时VCl3样品呈现出明显的反铁磁性,并在29K时对应反铁磁-顺磁相变温度。通过样品的比热测试我们发现,VCl3在22K有明显的λ型反铁磁相变比热峰,随着外加磁场的增大比热峰位发生了微小的位移,我们猜想VCl3在外加磁场的作用下发生了微结构的变化。第六章中我们对Fe3GeTe2和CrOCl进行了机械剥离并尝试构建异质结构,在通过胶带对撕的方法获得Fe3GeTe2和CrOCl薄层的基础上,完成了 hBN-Fe3GeTe2-hBN 三明治结构异质结和 hBN-graphene-CrOCl-graphene-hBN隧穿异质结的搭建。第七章中我们对本论文的研究内容进行概括和总结,并对未来研究工作提出了几个可以深入探索的方向。