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新型磁性二维材料研究获进展

复旦大学教授张远波团队在二维磁性材料领域取得重大突破——发现一种新型的磁性二维材料Fe3GeTe2,为研究二维巡游磁性提供了一个全新的理想体系。今天,这一研究成果发表于《自然》。

伴随着单原子层的石墨材料——石墨烯被成功分离出来,二维材料的概念被正式提出来。近年来,磁性二维材料成为新的研究热点。研究人员以绝缘的层状磁性材料Cr2Ge2Te6和CrI3为研究对象,利用光学手段探测到材料中的二维磁性。但这些材料都是绝缘的,而且铁磁转变温度远低于室温,在电子学器件的制备和应用上有很大的阻碍。

研究人员采用金属性的层状材料作为研究对象,经过几年的摸索与不断实验,最终得到一种新型二维磁性材料Fe3GeTe2。实验发现,单层的Fe3GeTe2在低温下仍具有铁磁长程序以及面外磁各向异性。更为重要的是,张远波团队利用自己发展的技术,用锂离子插层Fe3GeTe2使样品的铁磁转变温度提高到室温以上,为未来该材料制作电子器件提供了可能。

同时,研究人员发展了一种新的样品解理方法——利用氧化铝和Fe3GeTe2之间强的黏附性以及较大的接触面积来制备单层样品。这种方法制备效率高,解理能力强,还将为有效解理与Fe3GeTe2解理难度类似的其他层状材料提供新的方法和研究思路。

张远波表示,这种新型磁性二维材料将为基于这种材料研发超高密度、栅压可调且室温可用的磁电子学器件提供一种可能,而新发现的二维材料解理方法为二维材料研究拓展了思路。





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