中國科研團隊在半導體領域實現(xiàn)新進展

近日，山西師范大學許小紅教授、王芳教授與中科院化學所薛丁江研究員共同合作，報道了一種自下而上合成CrSbSe3納米帶的模板選擇策略，并實現(xiàn)了一維(1D)鐵磁CrSbSe3納米帶的可控制備，納米帶表現(xiàn)出典型的半導體行為和鐵磁性，證實了1D CrSbSe3半導體的本征鐵磁性。

隨著云計算技術的興起，數(shù)據(jù)存儲的規(guī)模和復雜性達到了前所未有的高度，并對存儲技術提出了越來越嚴格的要求。磁性半導體作為一類新的自旋電子材料，具有同步實現(xiàn)邏輯運算、信息處理和存儲的潛力。

因此，低維磁性半導體已成為納米級自旋電子器件構建的必然趨勢，旨在使器件尺寸最小化，實現(xiàn)高密度集成。然而，實現(xiàn)這種低維磁性半導體仍然面臨諸多困難，特別是對于具有更高磁晶各向異性、更大長徑比和更大納米自旋電子器件潛力的1D鐵磁半導體。

CrSbSe3作為唯一一種經(jīng)過實驗驗證同時具有鐵磁和半導體特性的1D材料，在探究其特性和應用方面具有重要意義。然而，到目前為止，CrSbSe3納米晶體僅能通過自上而下的剝離方法獲得。

基于此，該團隊報道了一種自下而上的溶液法用于合成CrSbSe3納米帶。他們通過對比潛在的二元模板和三元目標產(chǎn)物的形成能，選擇了具有1D晶體結構的Sb2Se3作為模板，將Sb2Se3中一半Sb原子替換為Cr原子，促進Sb2Se3向CrSbSe3晶相轉化。所制備的CrSbSe3納米帶長度約為5μm，寬度為80 ~ 120 nm，厚度約為5 nm，并在低于71 K的居里溫度下表現(xiàn)出軟磁行為。

通過對CrSbSe3單根納米帶進行磁電測試，證明其典型的半導體行為和鐵磁性，進一步證實了1D CrSbSe3半導體的本征鐵磁性。該工作提供了一種新穎的自下而上模板合成三元一維納米帶的方法，為一維鐵磁半導體的發(fā)展與應用奠定了基礎。