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張翔院士Nature重磅: 二維分子晶體本征鐵磁性的發(fā)現(xiàn)！

2017-04-27 13:47:53 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：材料人分享至：

【前言】

若在二維分子晶體中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程鐵磁有序，結(jié)合材料本身優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，可推動(dòng)其在磁性、磁電、磁光領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)Mermin-Wagner定理，在二維體系中，長(zhǎng)程有序磁性會(huì)受到熱擾動(dòng)的強(qiáng)烈抑制；然而，這些熱擾動(dòng)可通過(guò)磁各向異性進(jìn)行抵消。早先研究主要基于缺陷、成分或是鄰近效應(yīng)，僅僅在局部或非本征的引入磁響應(yīng)，沒(méi)有得到明顯的改善。

【成果簡(jiǎn)介】

美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的張翔院士（美國(guó)國(guó)家工程院院士、臺(tái)灣中央研究院院士）、雷干城院士（美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士）和Jing Xia（共同通訊作者）等人借助掃描磁光克爾顯微鏡揭示了Cr2Ge2Te6原子層中本征的長(zhǎng)程鐵磁有序性。在這個(gè)軟磁、二維分子鐵磁體材料中，利用很小的磁場(chǎng)（小于0.3 T），首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)變溫度（鐵磁和順磁狀態(tài)間發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度）的調(diào)控，與磁場(chǎng)下、三維體系材料轉(zhuǎn)變溫度的不敏感性有明顯的對(duì)比。同時(shí)發(fā)現(xiàn)施加非常小的磁場(chǎng)時(shí)，較不施加狀態(tài)的磁晶各向異性，將會(huì)導(dǎo)致更大的有效各向異性，開(kāi)放更大的自旋波激發(fā)間隙。利用重整化的自旋波理論對(duì)所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析，推斷在二維鐵磁分子晶體中，轉(zhuǎn)變溫度與磁場(chǎng)間的關(guān)系是其本征的特異性。Cr2Ge2Te6是一種近于理想的二維Heisenberg鐵磁體，因而對(duì)于研究根本的自旋行為、打開(kāi)新領(lǐng)域的研究如超集成型自旋電子設(shè)備有著很大的意義。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間2017年4月27日發(fā)表于Nature期刊。

【圖文解讀】