Prof. E. H. Yang, Instituto Stevens de Tecnologia
Ferromagnetismo em TMDs Dopados Substitucionalmente: Em Direção à Espintrônica e Bioeletrônica
O grupo do Prof. Yang investiga dicalcogenetos de metais de transição bidimensionais (2D) (TMDs) dopados com átomos de metais de transição, visando aplicações em memória spintrônica e biossensores. Em suas Distinguished Lectures, ele discute a síntese, dopagem e ferromagnetismo em TMDs monocamadas dopados com Fe, com foco na comutação por torque de spin-órbita (SOT). Materiais como os que contêm metais pesados com forte acoplamento spin-órbita e isolantes topológicos com travamento spin-momento geram correntes de spin substanciais quando submetidos a campos elétricos. Quando combinados com ímãs de van der Waals (vdW), esses materiais aumentam a eficiência da transferência de torque de spin, com a forte anisotropia magnética perpendicular provando ser particularmente útil para aplicações spintrônicas. Ímãs vdW mais finos são encontrados para melhorar a eficiência energética, permitindo uma interação mais próxima entre as camadas magnéticas e as interfaces com spin acumulado. Em nosso trabalho anterior (Nature Communications, 11, 2034, 2020), seu grupo introduziu MoS dopado com Fe monocamada2, que forma um semicondutor magnético diluído (DMS) 2D capaz de operar acima da temperatura ambiente, oferecendo uma solução promissora para aplicações práticas de SOT. Com base nisso, seu grupo demonstrou recentemente a comutação SOT altamente eficiente em energia, livre de campo, determinística e não volátil em MoS de monocamada dopado com Fe.2depositado em uma estrutura de barra de Hall de platina. O uso de monocamadas de DMS 2D representa a primeira demonstração de comutação SOT no limite verdadeiro de monocamada atômica. Seu trabalho em sensores baseados em MoS₂ projetados para aprimorar a precisão de diagnósticos de doenças infecciosas levará, finalmente, ao desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico eficazes e acessíveis.
