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IT之家 7 月 8 日消息，科技媒體 NeoWin 今天(7 月 8 日)發(fā)布博文，報道稱日本科學(xué)家成功研發(fā)新型鐵磁半導(dǎo)體(FMS)，可在更高溫度下工作，在 530 K(約256.85℃)時達(dá)到居里溫度。
IT之家注：居里溫度是指磁性材料中自發(fā)磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點。
它代表著磁性材料的理論工作溫度極限，居里溫度的大小由物質(zhì)的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)決定，例如鐵的居里溫度約 770℃，鈷的居里溫度約 1131℃。
在 Pham Nam Hai 教授的領(lǐng)導(dǎo)下，來自東京科學(xué)研究所的科研團(tuán)隊成功研發(fā)新型鐵磁半導(dǎo)體，相比較現(xiàn)有材料，能夠在更高溫度下工作。
在眾多材料中，摻鐵的窄帶隙 III-V 族半導(dǎo)體，如 (In,Fe) Sb 和 (Ga,Fe) Sb，因其在高居里溫度方面的潛力，而成為研究的重點。然而，在不破壞晶體結(jié)構(gòu)的情況下，引入大量如鐵這樣的磁性元素一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。
在這個新研究中，東京團(tuán)隊找到了解決這個問題的方法。他們使用了一種稱為步進(jìn)流生長(step-flow growth)的技術(shù)，在稍微傾斜(約 10° 偏軸)的 GaAs(100)基底上生長(Ga,Fe)Sb 薄膜。這種方法在不破壞材料結(jié)構(gòu)前提下，最高可以引入 24% 的鐵。
憑借這一技術(shù)，團(tuán)隊創(chuàng)建了 (Ga?.??Fe?.??) Sb 薄膜，其居里溫度在 470K 至 530K 之間，這是 FMS 研究中迄今為止報道的最高值。
為了確認(rèn)磁性，團(tuán)隊使用了磁圓二色性光譜法，檢查光與自旋極化電子態(tài)的相互作用。他們還使用 Arrott 圖分析磁化數(shù)據(jù)，這是一種用于確定材料變?yōu)榇判缘臏囟鹊募夹g(shù)。
樣品中每個 Fe 原子的磁矩約為 4.5μB，接近鋅礦結(jié)構(gòu)中 Fe³?離子的理想 5μB。這大約是普通鐵金屬(α-Fe)磁矩的兩倍。他們還測試了長期耐用性。一個 9.8nm 厚的薄膜在開放空氣中存放 1.5 年后，盡管居里溫度略微下降至 470K，仍顯示出強烈的磁性。
