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UW和MIT发现世界首例2D磁体
2017-06-12 13:30:52 作者:本网整理 来源:材料人

  如果把三维材料变成二维的,那它的性能就会发生根本性的改变,但是,华盛顿大学和麻省理工大学的研究人员发现,即使把铁磁性的三碘化铬(Crl3)变成单原子厚的单层,它也能保持这种磁性,而单层磁性材料可谓是给电子世界打开了一扇新的大门,这项研究已经发表在Nature上。

 

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  三维材料在减小到二维时,其电学、磁学、物理或化学性质会发生根本性的改变,石墨烯(石墨最通用的2D形式)可能是最好的例子。现在,华盛顿大学和麻省理工大学的研究人员发现了第一种以2D形式保留磁性的材料,可能为制备更薄的电子设备打开新的大门。

 

  这种材料可能是最薄的,只有一个原子厚的材料被认为是功能二维的。与3D原子结构不同,这些单层膜中的电子只能水平移动,这可能对材料的性能产生重大影响,例如导电性和磁性。因此,当磁性材料转化为单层时,往往会失去磁性。

 

  但现在,该研究团队已经得到了违反这一趋势的第一种材料。三碘化铬(Crl3)是铁磁性的,意味着它可以通过其电子的对称旋转获得磁性,研究人员发现即使被削成单原子厚的单层,Crl3也能保持这种磁性。

 

  研究人员通过对材料照射偏振光来进行测试,结果表示对铁磁性有很明显的信号。单层反射了预期的信号,但奇怪的是,当两层堆叠在一起时,材料就失去了磁性。加上第三层又有了磁性,这一现象提出了一些关于这个微观世界正在发生的有趣的问题。

 

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  这项研究的第一作者Xiaodong Xu说:“2D单层为研究磁性能的剧烈和精确的电气控制提供了激动人心的机会,这是一项利用它们的3D晶体来实现的挑战。但是,当把具有不同物理特性的单层叠加在一起时,可能会产生更大的可能性。你可以看到更多在单层或3D晶体中所没有的奇异的现象。

 

  与石墨烯一样,二维Crl3可能会在日益萎靡的电子世界中得到一些令人兴奋的应用。

 

  Xu说:“我们所发现的是一种具有内在磁性的绝缘的二维材料,而且这个体系中的磁性是非常强的。我们设想,基于这些新的二维磁体可能会出现新的信息技术。”

 

 

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