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高效稳定!中国学者实现二维石墨烯的室温铁磁性,突破自旋电子器件瓶颈
发布时间:2021-05-05 08:53 来源:

石墨烯是一种二维(2D)层状资料,由sp2杂化碳的单原子厚六边形网络组成。它具有许多共同的功能,如大比表面积,优胜的机械强度,高本征载流子迁移率和导热系数。

因为其特别的载流子迁移率、较长的自旋涣散长度、较弱的固有自旋轨迹耦合和有限的超精密相互效果,石墨烯也被认为是下一代自旋电子使用的极有出路的资料。

但是,在自旋电子器件的实践使用中,均要求石墨烯基资料在室温以上是铁磁性的但原始石墨烯本质上恰恰是反磁的,缺少部分磁矩。到目前为止,完成石墨烯基室温磁体,仍然是一个巨大的应战。

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我国科学技术大学国家同步辐射试验室闫文盛教授研讨组与孙治湖副研讨员协作,他们经过研讨试验证明:经过凭借配位N原子嵌入孤立的Co原子,能够在石墨烯中取得TC高达400 K、饱和磁化强度为0.11 emu g?1 (300 K)的强室温铁磁性。

广泛的结构表征标明,正方形平面的Co- n4在石墨烯晶格中构成,原子涣散的Co原子供给了部分磁矩。具体的电子结构核算标明,Co原子的d电子与N/C原子的离域pz电子之间的杂化增强了传导-电子介导的长程磁耦合。

全体来看,研讨组使用氮原子结构锚定位点,使用两步浸渍-热解的办法,将钴原子结实的捆绑在石墨烯晶格中,然后供给安稳的局域磁矩,并经过钴-氮-碳之间的轨迹杂化构成铁磁交流效果,终究成功完成了石墨烯的室温铁磁性。

这项研讨成果,为在石墨烯中诱导室温铁磁性供给了一种有用手法,并为开发根据石墨烯的自旋电子器件供给了或许。日前,相关论文以“”为题,宣布在《天然·通讯》(Nature Communications)上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-22122-2

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