Obecnie, elektronika CMOS oparta na krzemie pozostaje główną częścią nowoczesnej technologii,
jednak jej ograniczenia stają się coraz bardziej widoczne. Pomimo, że materiałoznawstwo rozwija się w
niewiarygodnym tempie, poważne odpowiedniki krzemu do zastosowań komercyjnych jeszcze nie zostały
ustalone. Z tego powodu, badania nowatorskich materiałów o unikalnych właściwościach, które posiadają
różnorodne wzbudzenia elementarne jest niezbędne do utrzymania szybkiego postępu technologicznego.
W tym projekcie, planujemy badać właściwości optoelektroniczne trihalogenków chromu (CrCl3, CrBr3,
CrI3), dążąc do połączenia metod magnetyzmu oraz spektroskopii optycznej w celu uzyskania kontroli nad
fundamentalnymi oddziaływaniami i wzbudzeniami w ciałach stałych. Wybór materiałów jest motywowany
obecnym stanem wiedzy w badaniach dwuwymiarowych magnetycznych materiałów warstwowych, które
pozwalają nam przewidywać potencjalne odkrycia.
Głównym aspektem naszych badań jest znalezienie korelacji między powstającym
namagnesowaniem a odpowiedzią optyczną tych materiałów. W warstwowych materiałach
magnetycznych przewiduje się dwa typy oddziaływań magnetycznych, tj. ferromagnetyzm
i antyferromagnetyzm, które są powiązane ze wzajemnym ułożeniem spinów (momentów magnetycznych).
Pierwszy rodzaj oddziaływań można ogólnie opisać jako spontaniczne namagnesowanie: pojawia się
niezerowy moment magnetyczny (spiny są ułożone równolegle) przy braku zewnętrznego pola
magnetycznego, podczas gdy struktura w drugim (spiny są ułożone przeciwrównolegle) odpowiada zanikaniu
całkowitego namagnesowania, gdy nie jest przyłożone zenwętrzne pole magnetyczne. Niedawno, pokazano,
oba typy ułożeń magnetycznych można osiągnąć w zależności od liczby warstw CrI3. Chcemy rozszerzyć te
badania na wszystkie materiały należące do rodziny trihalogenków chromu, przeprowadzając różnego
rodzaju eksperymenty optyczne. Na przykład badania zależności widm emisyjnych od grubości warstw w
funkcji temperatury oraz pola magnetycznego, zapewni nam wgląd w przemianę właściwości magnetycznych
i elektronicznych z liczbą warstw dla wszystkich przedstawicieli tej rodziny materiałów. Ponadto planowane
jest przetestowanie możliwości zmiany charakteru oddziaływań magnetycznych (ferromagnetycznych w
porównaniu z antyferromagnetycznymi) za pomocą światła poprzez badanie modów wibracyjnych obecnych
w tych materiałach.