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长三角G60激光联盟导读
据悉 ， 在薄的二维半导体中 ， 电子以不同寻常的方式移动、自旋和同步 。 对于研究人员来说 ， 了解这些电子的复杂移动方式 ， 并学习如何操纵它们的编排 ， 不仅能解答基本的物理问题 ， 还能产生新型的电路和设备 。
(A) hbn封装的WSe2单层结构示意图 ， 具有FLG顶部栅极和触点 。 (B) D1样品的光学显微镜图像 。 (C) WSe2样品的门相关反射光谱 。 (D) 0.5 V下的σ+和σ?反射光谱 ， 其中单线态和三线态特征被很好地分辨出来 。 (E) σ+泵浦作用下0.5 V下的σ+和σ?反射谱 。 (F) σ+和σ?泵浦作用下的CD光谱 。这种电子可以采取一个相关相—磁序 ， 它们将自旋排列在同一方向上 。 传统上 ， 在2D半导体内操纵磁性秩序的能力受到限制 。 科学家们使用了笨拙的外部磁场 ， 这限制了技术整合 ， 并可能掩盖有趣的现象 。
自旋极化的空间轮廓 。芝加哥大学普利兹克分子工程学院（PME）的研究人员发现了如何使用纳米级低功率激光束来精确控制2D半导体内的磁性 。 他们的方法在《科学进展》杂志上在线描述 ， 对研究相关相的出现以及设计新的光电和自旋电子器件都有影响 。
“我们现在可以使用光以这种方式操纵电子 ， 这意味着我们对这种磁性秩序拥有前所未有的控制 。 ”新工作的资深作者Alex High助理教授说 。
可控磁铁
探头显示脉冲激光影响了TMD中5微米乘8微米区域内电子的自旋极化 ， 将相关相位从激光向外扩散 。 换句话说 ， 电子在调整它们的自旋;研究人员可以控制小区域内电子的磁序 。
自旋偏振动力学 。“这项新技术为我们提供了一种操作电子相关性的简便方法 ， 使相关相的研究比过去更加实用 。 ” 该论文的共同第一作者、博士后Kai Hao说 。
研究生Andrew Kindseth也参与了这项新研究 ， 他说:“这一研究非常吸引人的一点是它相当直接的性质 。 在很多方面 ， 这就像用圆偏振激光照射这种材料一样简单 。 ”
全新的研究平台
自旋极化的栅极、功率和温度依赖性 。研究人员说 ， 这种控制原子薄半导体磁性的新技术为大量新研究提供了一个起点 。 除了磁相 ， TMD系统也被假设形成更多奇异的相关电子相 ， 如维格纳晶体、电荷密度波、莫特态和超导 。 在超短时间尺度内以纳米级的精度局部操纵tmd中的电子自旋的能力可能提供以前无法获得的信息 ， 这将进一步有助于对这些奇异相的理论研究 。
在应用方面 ， 迫切需要新型光电和自旋电子器件以满足信息产业的爆炸式增长 。 光学对自旋顺序的有效控制在器件应用中具有很大的潜力 。 直接影响包括构建片上自旋源、可调谐光隔离器和自旋电子电路中的高效扇出 。
【Science Advances：研究人员使用光来控制纳米级的磁场】来源：Optically controllable magnetism in atomically thin semiconductors Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abq7650
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