Transition de phase contrôlable des films minces de tellurure de chrome ferromagnétique bidimensionnel croisés par épitaxie par jet moléculaire

Résumé Les matériaux Cr (1+ δ ) Te 2 bidimensionnels (2D) présentent un ordre magnétique fort et des températures de Curie élevées, ce qui les rend attrayants pour diverses applications. Il est crucial d'atteindre une synthèse contrôlable pour leur intégration réussie dans les technologies de dispositifs. Dans cette étude, nous présentons la synthèse de films 2D Cr (1+ δ ) Te 2 à phase contrôlable sur un substrat Si (111) par épitaxie par jet moléculaire. La composition et la transition de phase des films Cr (1+ δ ) Te 2 obtenus sont caractérisées par des techniques telles que la diffraction des électrons de haute énergie par réflexion in-situ, la microscopie à effet tunnel, la spectroscopie photoélectronique par rayons X ex-situ, la diffraction des rayons X et des calculs théoriques. À basse température de croissance, en ajustant soigneusement l'épaisseur du film de 2 à plus de 3 couches, nous atteignons un contrôle précis de la phase de Cr (1+ δ ) Te 2, allant de CrTe 2 à Cr intercalé Cr 2 Te 3. À une température de croissance relativement élevée, il est démontré que la phase Cr (1+ δ ) Te 2 est indépendante de l'épaisseur du film, seul Cr 2 Te 3 se forme et son mode de croissance dépend de l'épaisseur. Ces transitions de phase à basse température de croissance et les changements de mode de croissance à température de croissance élevée sont attribués aux effets d'interface et à la stabilité de phase des composés Cr (1+ δ ) Te 2. De plus, nous utilisons la spectroscopie à effet tunnel et des calculs pour obtenir des informations sur les propriétés électroniques de Cr 2 Te 3. Les mesures magnétiques révèlent que le film Cr 2 Te 3 de 30 nm présente un comportement ferromagnétique avec une température de Curie d'environ 180 K. Notre travail propose une méthode robuste pour la croissance contrôlable de films 2D Cr (1+ δ ) Te 2 de haute qualité sur des substrats Si, fournissant une plateforme idéale pour étudier leurs propriétés intrinsèques et faire progresser le développement de dispositifs spintroniques basés sur des aimants 2D.