范德瓦尔斯(VDW) 材料由许多“堆叠”的二维层面组成，其不同寻常的电子性质和特殊磁性，为今后电子学（包括自旋电子学）的发展提供了条件。

      皇家墨尔本理工大学（RMIT)的FLEET研究团队在最近的一项研究中发现，当Fe3GeTe2（FGT）的厚度为200nm时将具有良好的性能。

      这一开创性工作为新的研究领域（基于VDW异质结的自旋电子学）铺平了道路。

      二维VDW材料将用于制造新型高性能电子、光电和光子器件。

      然而，大多数材料很少会显示出必要的磁性，所以二维VDW材料在自旋电子学中的应用受到限制。

      依据自旋电子学来讲，具有硬磁性和近似矩形磁滞回线的VDW铁磁金属是必不可少的，垂直磁各向异性也是有利的。

     皇家墨尔本理工大学（RMIT)的FLEET研究团队对单晶Fe3GeTe2（FGT）纳米片进行了异常霍尔效应检测，当试样厚度降到200 nm以下时可以得到所需要的磁性。

      于是，研究人员开始定向研究FGT的材料性能在原子级厚度下的提升。

      该研究的第一作者Cheng Tan称：“长期以来，FGT一直被认为是最具发展潜力的VDW铁磁金属，但据其铁磁性质（在所有温度下，MR / MS比值和矫顽磁力都非常小）显示，FGT作为VDW磁异质结组成部分的潜力有限。”

      然而，这些特性主要由与厚度相关的畴结构决定，并且分子束外延（MBE）生长和晶圆尺寸的FGT薄膜都可以提高的磁性能。

      Tan解释说：“因此我们降低了FGT的厚度，并不断地检测其性能。”

      单晶FGT纳米片霍尔效应的检测结果显示，磁性主要由其厚度决定，当材料厚度降到200nm以下时，可以达到所需要的磁性。这使得VDWFGT成为符合自旋电子学（基于VDW异质结）的铁磁金属。其他研究人员将以该结论为基础展开研究。

      为了便于鉴定其他候选材料，研究人员建立了一种模型可以广泛用于检测VDW铁磁薄膜和纳米片。这将为研究VDW原子层间是否存在磁耦合的人们提供新的研究思路。

      该研究主题的领导者Lan Wang说：“这是令人振奋的、具有开创性的研究，它为一个新的研究领域铺平了道路：基于VDW异质结的自旋电子学。”

      Fe3GeTe2纳米片与其他的VDW纳米片进行堆叠，可用于具有巨磁阻效应和隧穿磁阻效应的多种元器件。自旋轨道转矩和自旋场效应晶体管也有了进一步深入研究的可能性。

      这可用于研制基于VDW磁体的多种元器件。例如，二维磁性拓扑绝缘体、由VDW铁磁金属堆叠形成的自旋轨道转矩装置。

      今年四月，这项研究在Nature Communications上发表。由Nature的编辑Yu Gong（负责磁性材料和自旋电子学）选定，在4月份的Nature Communications Editors上，范德瓦尔斯Fe3GeTe2纳米片的硬磁性在凝聚态物理学亮点中进行展示。

      除了澳大利亚研究委员会提供的卓越中心基金外，该研究还得到了信息和通信技术研究所（IITP）、基础科学研究计划和韩国国家研究基金会（NRF）的支持。

FLEET & 纳米制造

      Wang, Tan 和Albarakati都是FLEET（由澳大利亚政府资助）的成员，他们研发了新一代超低能电子产品。

      FLEET的主要研究凝聚态物理学中的各种可能性。功能设备的纳米制造将是该研究中心成功的关键。该项目由Lan Wang 领导的技术B在FLEET内部进行协调，并将研究中心的三个研究课题联系起来。

      FLEET将澳大利亚在微米和纳米制造领域的实力与世界领先的在范德华异质结制造方面的专业技术相结合，为先进原子级薄膜元器件制造奠定了基础。

      最近，皇家墨尔本理工大学Wang的课题组研发出了构建这种纳米级结构的方法。这种纳米级结构需要实现零耗散电流，其中包括两个堆叠的二维半导体。

      范德瓦尔斯异质结包括两个不同的原子薄层，由范德瓦尔斯（VDW）力结合在一起。

      这些纳米结构是FLEET的研究课题1（拓扑材料）和研究课题2（激子超流体）的关键。