无机半导体具有丰富可调的功能特性，是构筑电子、能源与信息器件的核心材料。然而，这类材料在室温下通常表现为脆性强，易发生断裂，进而导致灾难性失效。近年来，一些无机半导体材料被陆续发现具有类似金属的良好塑性，颠覆了其本征脆性的传统认知，为发展柔性与可变形电子器件等新兴技术提供了材料支撑。但具有塑性的无机半导体材料种类较少，且其功能特性主要局限于电学、热学和传感，限制了其应用范围。传统的铁磁金属具有良好的延展性/塑性和金属导电特性，而无机铁磁半导体兼具优异的铁磁性和半导体特性，是发展自旋电子学器件的理想材料。但目前，无机铁磁半导体普遍表现为本征脆性，制约了其可加工性，以及其在柔性器件中的应用潜力。
近期，中国科学院上海硅酸盐研究所等，发现了新型塑性铁磁半导体CrSiTe3晶体。CrSiTe3是层状铁磁半导体材料，研究团队通过自熔剂法生长出块体CrSiTe3单晶。力学性能测试表明，CrSiTe3块体单晶在室温下表现出良好的塑性，沿面内方向可承受高达12%的拉伸应变与15%的弯曲应变，沿面外方向可承受40%的压缩应变，与已报道的典型塑性无机半导体材料相当。
为揭示其塑性变形机理，研究团队开展了第一性原理计算，发现CrSiTe3的优异塑性源于其Te-Te层间47mJ m-2的滑移能垒、418mJ m-2的解离能，因而层间容易滑移而不引发解离。化学键分析表明，在滑移过程中，层间Te-Te相互作用始终保持一定强度的化学键连接，使材料难以解离。
磁性测量表明，轧制和弯曲处理后的样品CrSiTe3的居里温度均稳定在34K，且饱和磁化强度和矫顽力也未发生明显变化。蒙特卡洛模拟发现，层间滑移导致AAC堆垛等亚稳态结构形成后，CrSiTe3铁磁性保持稳定，磁各向异性仍沿c轴方向且仅发生微小偏差，材料具有与原始ABC堆垛相近的居里温度（35±1K）。上述结果说明，材料的塑性变形对宏观铁磁性能影响甚微。
该研究拓展了塑性无机半导体材料的功能特性与应用范畴，并在块体无机半导体中实现了塑性、半导体特性与本征铁磁有序的协同共存，为发展柔性自旋电子器件提供了新的材料支撑。
相关研究成果发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院、上海市等的支持。
论文链接
(A) 自旋场效应晶体管示意图；(B) 典型非磁/铁磁材料拉伸率—带隙对比图
实验和理论上探究塑性变形对CrSiTe3铁磁性质的影响
约翰·霍普克罗夫特 ■约翰·霍普克罗夫特 编者按 作为中国高等教育界的老朋友，早在2011年，图灵奖得主约 11月13日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心高栋研究组等在《自然-遗传学》（Nature Genetics）上，发表了题为JAK/STAT signaling maintains an intermediate cell population during prostate basal cell fate det 家校社协同育人是建设教育强国的重要要求，是落实立德树人根本任务的重要支撑。近年来，各地大力推进家校社“教联体”建设，落实学校、家庭、社会各方育人责任和相互协同机制，增强协同育人共识，提升协同育人实效，对促进青 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 刘玉）日前，以“筑梦青春志在四方，规划启航职引未来”为主题的辽宁省第二届大学生职业规划大赛正式拉开序幕。大赛旨在加强高校生涯教育和就业指导，增强大学生职 ◎摘 要 高校作为统筹推进教育科技人才体制机制一体改革的先行区和试验田，要以更高的政治站位、更强的使命担当、更远的战略眼光深入实施人才强校战略。坚持党管人才，健全统一高效的人才工作 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 吴伟锋 林志荣 黄紫耀 记者 龙超凡）近日，2024中国·海峡“妈祖杯”鞋类设计大赛决赛在湄洲湾职业技术学院举行。来自上海欧基亚贸易有限公司的杨洋、耿克峰 。本文链接：科学家发现塑性铁磁半导体http://www.sushuapos.com/show-12-2205-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 研究揭秘银河系双星团