二維材料因其獨特的實體結構和性質，在自旋電子器件領域一直備受關注，展現出重要的應用前景。為了充分發揮此類材料的性能，建構原子級品質的界面至關重要，這不僅有助于實作高效的自旋注入和傳輸，而且對于提高器件的磁阻效應和整體性能具有決定性作用。通過精确控制器件的自旋界面品質，可以優化自旋電子器件的電學特性，進而有效推動自旋電子學技術的發展和應用。
近日，南京郵電大學趙強教授/羅中中副教授團隊與中國科學技術大學宋骧骧研究員合作開發了一種無溶液的範德華磁性電極轉移技術，并成功應用于多種高性能二維自旋電子器件的構築。該研究以“Van der Waals magnetic-electrode transfer for two-dimensional spintronic devices”為題發表在國際知名學術期刊《Nano Letters》上。南京郵電大學羅中中副教授為論文第一作者，中國科學技術大學宋骧骧研究員、南京郵電大學趙強教授和徐勇教授、山東大學秦偉教授為共同通訊作者。
文章亮點：1、多層鐵磁電極被機械地轉移至各種二維材料，制備出高性能自旋電子器件。每個電極底部為單層石墨烯，其一方面降低電極與基底的粘附力，有利于電極從犧牲基底的剝離，另一方面可作為隧穿層來優化鐵磁/半導體界面的自旋注入。2、實作了原子級可控的鐵磁/二維材料自旋界面，基于此建構的石墨烯和MoS2自旋閥的磁電阻性能都實作了突破，達到了同類型器件結構的最高水準。同時，該工藝還适用于二維有機/無機異質結溝道，以及多端non-local自旋器件的構築。3、實作了自旋器件的栅極調控，并基于此揭示了界面隧穿電阻與自旋溝道電阻比對對器件性能的重要影響，為進一步實作高性能二維自旋器件奠定了基礎。
來源：高分子科學前沿