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室温自旋！2D Er2O2S中的室温磁致圆偏振光致发光

来源：时间：2024-03-15 11:50:33 浏览：539次

第一作者：Chen Ping

通讯作者：翟天佑教授、周兴教授

通讯单位：华中科技大学

DOI: 10.1021/jacs.3c13267.

【研究背景】

二维（2D）材料在自旋电子学应用中至关重要，尤其是具有磁诱导圆偏振光致发光特性的材料。目前，尽管在操纵分裂方面取得显著进展，但大多数材料仅在极低温度下有效。实现二维材料在室温下的自旋极化是自旋电子学应用的基本要求，但现有方法如掺杂或构建单片介质腔面临严格条件限制，阻碍了进一步的研究与应用。基于此，华中科技大学翟天佑教授和周兴教授团队首次报道了在二维（2D）Er2O2S薄片上实现了室温下的内禀磁诱导圆偏振光致发光现象。2D Er2O2S材料在室温下的磁操纵性能与液氦温度极限下相当，表现出温度独立性，为自旋电子学的研究与应用提供了重要突破。

【文章要点】

1、作者采用Sn辅助化学气相沉积（CVD）法获得2D Er2O2S薄片。在磁场下，2D Er2O2S薄片显示出源自塞曼分裂的圆偏振PL，其geff 因子在 10 K 时为-6.3，且温度对Er2O2S中磁感圆偏振 PL 的影响很小，可以忽略不计。

2、通过温度相关的拉曼和理论计算证实，Er2O2S中的电子-声子耦合相当弱，这可以解释Er2O2S与其他材料由于热波动而随着温度的升高而导致塞曼分裂减少的性能完全不同，展现了Er2O2S实现室温自旋光子器件的潜力。

【图文展示】

图1. 2D Er2O2S的合成、生长机制、表征和DFT计算

图2. Er2O2S的PL光谱

图3. 8.1 nm厚Er2O2S薄片在10 K下的磁致圆偏振PL

图4. Er2O2S薄片的磁感圆偏振PL的温度依赖性

图5. 具有自旋极化特性的2D材料与Er2O2S

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