近日，理学院/芯片产业学院Hong Jeongmin教授团队在国际知名期刊《Nature》子刊“npj Spintronics”发表了自旋电子学领域取得的最新成果，论文题目为“Room Temperature Photosensitive Ferromagnetic Semiconductor using MoS2” (https://www.nature.com/articles/s44306-024-00009-4)。 理学院/芯片产业学院青年教师陆晶晶为第一作者，Hong Jeongmin教授为论文通讯作者，湖北工业大学为第一单位。
二维半导体，包括过渡金属二掺杂物（TMDs），在电子学和光子学领域备受关注，但其固有形式仍然是非磁性的。该文用氦离子束辐照处理机械剥离的 MoS2，使它在室温下表现出半导体和铁磁性，通过蒙特卡罗模拟和理论计算证实纳米孔的控制导致了磁性的存在。此外，多层 MoS2 的辐照结果表明，磁矩随着层数的增加而增大。氦离子束处理前后，导电性几乎保持不变。经过处理的 MoS2 自旋电子器件在光、磁场和/或电场的作用下显示出 "开/关 "开关，这意味着二维光敏铁磁半导体功能在室温下得到了成功展示。
结果表明，通过 Helium Ion Milling (HIM) 处理获得的具有可控纳米孔的 MoS2 单层和多层膜，显示出高密度室温磁性，研究表征了具有可控纳米孔结构的 MoS2 薄膜的室温铁磁性和光敏性。MoS2 FET 器件的 I-V 曲线表明，HIM 处理很好地保留了 MoS2 的半导体特性。使用 MoS2 薄膜制作的自旋光开关器件展示了该器件的光学、电学和磁学可调的多重可调特性。此外，该器件还显示了光敏磁化开关，可用作光敏铁磁半导体。
该论文找到在室温下获得二维铁磁半导体的方法，该方法对其他二维半导体的处理同样适用，是一种实现自旋电子器件的重要方法，有助于自旋电子器件的性能提升和功能拓展。
