Spin transport and spin dynamics in two-dimensional magnetic insulators and transition metal dichalcogenides
Spintransport en spindynamica in tweedimensionale (2D) magnetische isolatoren en overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD’s)
In zijn proefschrift onderzoekt Tian Liu spintransport en spindynamica in tweedimensionale (2D) magnetische isolatoren en overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD’s), met de nadruk op hun potentieel voor de volgende generatie spintronische apparaten. Liu behandelt de theoretische grondslagen van de spinfysica en introduceert kernbegrippen zoals spinstromen, spinaccumulatie, spinrelaxatie en magnetoweerstand. Belangrijke mechanismen – waaronder het Spin Hall-effect, het Rashba–Edelstein-effect en bilineaire magnetoweerstand – bespreekt Liu als fundamentele instrumenten voor de elektrische generatie en detectie van spin-signalen.
Liu ontwikkelde experimenteel geavanceerde fabricagemethoden voor apparaten op basis van hexagonaal boornitride (h-BN), chroomtribromide (CrBr₃) en wolfraamditelluride (WTe₂). Door middel van spin pumping, hoekafhankelijke magnetoweerstandsmetingen en ferromagnetische resonantie onderzocht hij hoe spins zich gedragen en met elkaar interageren in deze materialen.
Belangrijke resultaten omvatten de eerste demonstratie van spinkaloritronische effecten in CrBr₃/Pt-heterostructuren, waarbij Liu thermisch magnontransport en magnetische nabijheidseffecten aantoont die worden gedomineerd door het spin-Seebeck-effect. Verder laat hij zien dat kristallografisch afhankelijke bilineaire magneto-elektrische weerstand in WTe₂ een afstembare spin–lading-omzetting mogelijk maakt via de kristaloriëntatie. Ten slotte toont de generatie van fasegevoelige spanning in WTe₂/YIG-systemen coherente spin–lading-interacties aan bij GHz-frequenties.
Gezamenlijk verdiepen deze resultaten het begrip van spin-gedrag in 2D-materialen en bieden ze mogelijkheden voor het ontwerpen van efficiënte, fasegevoelige spintronische technologieën.
Tian Liu voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Fysica van Nano Devices, met financiering van NWO. Hij vervolgt zijn loopbaan als Quality manager bij Infineon Technologies