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CVD 방법으로 성장시킨 MoS2 스핀 밸브의 자성-수송 특성

한국자기학회지, Volume 27, Number 5, 31 Oct 2017, Pages 180-184
전병선 * (한국표준과학연구원 나노측정센터)
Abstract
강자성체 CoFe과 2차원 전이금속 디칼코제나이드(two dimensional transition metal dichalcogenide) 물질인 MoS2로 구성된 스핀 밸브(spin valve) 구조에서 CoFe의 전극 형태와 MoS2 경로(channel) 길이에 의한 자기-수송(magneto-transport) 특성을 연구하였다. 전이금속 디칼코제나이드 MoS2 박막은 에피택셜하게 성장시킨 MoO3 박막을 황화(sulfurization) 반응을 이용하여 합성하였으며 이렇게 제작한 박막의 특성은 박리(exfoliate) 방법을 이용한 MoS2 박막의 특성과 정확히 일치하였다. CoFe과 MoS2로 구성된 스핀 밸브 구조의 자기-수송 특성을 측정해 보았더니 0.16 %의 자기 저항(magnetoresistance)과 0.00012 %의 스핀-분극(spinpolarization)
을 나타내었으며 1차원 스핀 확산 방정식을 사용하여 12 nm의 스핀 확산 길이와 1.44 × 10−3 cm2/s의 스핀 확산 계수를 추출하였다.

We have investigated magneto-transport properties in a MoS2 lateral spin-valve structures for different ferromagnetic CoFe electrode shapes and MoS2 channel lengths. For these devices, high quality and large-scale MoS2 thin films were synthesized through sulfurization of epitaxial MoO3 films and these sulfurized-MoO3 thin films properties are in good agreements with measurements on exfoliated MoS2 film. Magneto-transport measurements show a clear rectangular magnetoresistance signal of 0.16% and a spin polarization of 0.00012%. By using the one-dimensional spin diffusion equation, we extracted the spin diffusion length and
coefficient, finding them to be 12 nm and 1.44 × 10−3 cm2/s, respectively. These small values of magnetoresistance and spin polarization could be enhanced by appeasement of conductivity mismatch between the ferromagnet and semiconductor interface.

 
Keywords: 이황화 몰리브덴; 2차원 전이금속 디칼코제나이드; 스핀 밸브; MoS2; Two dimensional transition metal dichalcogenide; lateral spin valves
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2017.27.5.180