Изменение зарядов одиночных атомов на поверхности интеркалированных дихалькогенидов переходных метал

Обновлено: 8 сент.


Манипулирование зарядом одиночного атома открывает перспективы создания устройств спиновой электроники и памяти высокой емкости. Основная проблема заключается в упорядочении атомов металла, способных менять свое зарядовое состояние на поверхности материала. Ранее для этих целей использовалось искусственное нанесение атомов металла на диэлектрическую подложку. В работе под руководством чл.-корр. РАН Стрельцова Сергея Владимировича (ИФМ УрО РАН) с коллегами из США, Китая и при участии наших сотрудников был исследован кристалл NbS2Co1/3, представляющий собой слои дисульфида ниобия, интеркалированные атомами кобальта. При расщеплении такого кристалла открывается поверхность NbS2, покрытая упорядоченным слоем из атомов кобальта.


В работе было показано, что, подавая импульс на иглу туннельного микроскопа, возможно переводить выбранные атомы металла в долгоживущее метастабильное состояние, детектирование которого также возможно при помощи методов туннельной микроскопии. При этом возможно совершать и обратное переключение атомов металла в основное состояние. Методами компьютерного моделирования была выполнена верификация полученных в эксперименте микроскопических изображение атомного разрешения. А исследование в рамках теории функционала электронной плотности показало, что стабилизация метастабильных состояний возможна благодаря измененному кристаллическому полю на поверхности NbS2. Полученные результаты открывают перспективы для дальнейшего исследования интеркалированных материалов для применения в спиновой электронике и устройствах хранения данных высокой плотности.

Результаты работы были опубликованы в журнале Nano Letters (IF=11.189, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03706).

0 просмотров