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國(guó)內(nèi)科學(xué)家新成果實(shí)現(xiàn)二維石墨烯室溫鐵磁性

2021-04-01 13:42:15來(lái)源： 科技日?qǐng)?bào)

3月29日，科技日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，通過(guò)磁性金屬原子精確可控?fù)诫s的策略，實(shí)現(xiàn)了二維石墨烯的室溫鐵磁性。研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

石墨烯由于高載流子遷移率、長(zhǎng)自旋擴(kuò)散長(zhǎng)度和弱自旋軌道耦合等優(yōu)良性質(zhì)，被認(rèn)為是下一代自旋電子學(xué)應(yīng)用中極具前景的材料。如何在本征抗磁的石墨烯中誘導(dǎo)出穩(wěn)定的室溫鐵磁性，是石墨烯基自旋電子學(xué)器件制備面臨的首要問(wèn)題之一。

科研人員基于以往二維過(guò)渡金屬硫?qū)倩衔锏拇判哉{(diào)控研究經(jīng)驗(yàn)和DFT材料模擬設(shè)計(jì)，認(rèn)為精確可控的磁性過(guò)渡金屬(鐵、鈷、鎳等)摻雜是解決這一問(wèn)題的有效方案。為了克服將過(guò)渡金屬原子嵌入石墨烯晶格的巨大勢(shì)壘，研究組利用氮原子構(gòu)造錨定位點(diǎn)，將鈷原子牢固地束縛在石墨烯晶格中，從而提供穩(wěn)定的局域磁矩，并通過(guò)鈷—氮—碳之間的軌道雜化形成鐵磁交換作用，最終實(shí)現(xiàn)石墨烯的室溫鐵磁性。

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