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我国粹者实现二维石墨烯的室温铁磁性 |
| 功夫：2021-03-29 起源：科技日报 |
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科技日报合肥3月28日电（记者 吴长锋）记者从中国科学技术大学获悉 ，该校国度同步辐射尝试室闫文盛教授钻研组与孙治湖副钻研员合作 ，通过磁性金属原子精确可控掺杂的战术 ，实现了二维石墨烯的室温铁磁性。钻研成就日前颁发在《天然-通讯》上。 石墨烯由于高载流子迁徙率、长自旋扩散长度和弱自旋轨路耦合蹬着良性质 ，被以为是下一代自旋电子学利用中极具远景的资料。若何在本征抗磁的石墨烯中诱导出不变的室温铁磁性 ，是石墨烯基自旋电子学器件造备面对的首要问题之一。 科研人员基于以往二维过渡金属硫属化合物的磁性调控钻研经验和DFT资料仿照设计 ，以为精确可控的磁性过渡金属（铁、钴、镍等）掺杂是解决这一问题的有效规划。为了克服将过渡金属原子嵌入石墨烯晶格的巨大势垒 ，钻研组 利用氮原子机关锚定位点 ，将钴原子牢固的约束在石墨烯晶格中 ，从而提供不变的局域磁矩 ，并通过钴-氮-碳之间的轨路杂化形成铁磁互换作用 ，最终实现石墨烯的室温铁磁性。 钻研组利用两步浸渍-热解的步骤 ，在但原子辅助下 ，将钴原子单分散掺杂在石墨烯晶格中 ，样品在室温下鼓和磁化强度为0.11emu g-1 ，居里温度达到400 K。通过同步辐射软、硬X射线谱学技术和多种X射线谱学解析步骤 ，钻研人员证实了样品中迪胲是以平面四边形结构单元原子级分散于石墨烯晶格中 ，排除了磁性发源于钴有关第二相的可能。进一步推算批注 ，该石墨烯系统拥有金属性的能带机关 ，存在Fermi面处态密度显著加强、以及π电子自旋极化 ，批注该石墨烯系统中的室温铁磁性发源于传导电子中介的铁磁互换机造 ，平面四边形结构单元是室温铁磁性的重要起源。 |
