二碲化鎢(Tungsten ditelluride,WTe2)是過渡金屬鎢的一種重要化合物,除了具有良好的超導性、熱電性、催化性和熱化學穩(wěn)定性之外,還具有極為出色的巨磁阻效應。
巨磁阻效應是一種量子力學和凝聚態(tài)物理學現(xiàn)象,是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現(xiàn)象,它產生于層狀的磁性薄膜結構。磁性薄膜結構是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成,電阻值與鐵磁性材料薄膜層的磁化方向有關,當兩層磁性材料磁化方向相反時電阻值明顯大于磁化方向相同時的電阻值。
研究表明,在低溫下極端大型磁電阻的分層WTe2,在14.7T的磁場會產生4257倍的電阻,在60T的磁場會產生13000倍的電阻。半金屬WTe2之所以具有很高的磁阻是因為它有一個平衡電子空穴的共振條件。
從結構上來看,二碲化鎢材料與二硫化鎢材料一樣都是層狀結構,即層與層之間是靠范德華力的互相作用來耦合的,而層內是鎢原子與碲原子則以共價鍵的方式進行結合。
具有巨磁阻效應的二碲化鎢薄膜的制備方法:將裝有氟晶云母基片的真空腔室抽真空,并將氟晶云母基片加熱到300℃左右;在該生長條件下,采用KrF準分子激光器將激光通過透鏡聚焦到碲化鎢靶材上,沉積時間根據選擇厚度而決定;待WTe2薄膜生長完成后,基片溫度保持不變,進行原位退火,冷卻至室溫即可。來源專利號為CN106784303A的專利。