新加坡国立大学 图(A)提供了层间空间受限化学设计(ICCD)方法的示意图，该方法用于合成二硫化钽(TaS2)分子超晶格，在单个原子层中具有超导区和铁磁区
图(B)包括高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)图像，显示了TaS2材料中的取代钴原子(CoTa)和空心钴原子(CoHS)
图(C)是TaS2单层的自旋密度图，其中CoTa(左)和CoHS(右)显示了TaS2材料中铁磁性的引入
学分:高级材料 新加坡国立大学的科学家展示了一种层间空间受限的化学设计(ICCD)方法，用于合成单原子掺杂的二硫化钽(TaS2)分子超晶格，其中铁磁性被成功地引入超导TaS2层
超导性和铁磁性之间的相互作用产生了许多奇异的物理现象，可以用于下一代器件应用
这两个竞争相的结合通常是通过一个接一个地垂直堆叠超导体和铁磁层来实现的
兼顾超导性和铁磁性的混合原子层的可控合成仍然是一个相当大的挑战
新加坡国立大学化学系卢炯教授领导的研究小组已经证明，将孤立的钴(钴)原子结合到超导TaS2层中可以诱导局部磁矩和铁磁耦合
这就产生了一种在单个原子层内具有铁磁和超导畴的材料
与传统的垂直堆叠结构相比，将这两个竞争阶段集成到一个单层中不仅提高了器件设计和制造的灵活性，还开辟了新的潜在应用
陆教授的团队开发了一种新的方法，叫做，用于同时嵌入和化学修饰大块-TaS2，在TaS2材料中引入铁磁性，同时保持其超导性质(图A)
将四丁基铵分子插入TaS2层之间的空间，打开了它们之间的空间，并允许Co2+离子整合到结构中。
研究人员发现，Co2+离子要么取代钽(t a)原子，要么被吸附在中空的位置(两个Ta原子之间)(图B)
这种ICCD策略可以潜在地应用于各种金属离子，使得能够通过层间修饰来合成一类具有定制性质的分子超晶格
研究小组的实验结果，加上物理系冯元平教授的团队进行的理论计算，新加坡国立大学表明，轨道选择的钴和它们相邻的钽和硫原子之间的p-d杂化诱导了局部磁矩和铁磁耦合(图C)，这可能是通过一种被称为鲁德尔曼-基特尔-卡苏亚-尤西达交换相互作用的机制介导的
陆教授说:「我们预期我们的层间空间化学设计的发现将会提供一个新的化学途径，来设计具有奇异和拮抗性质的层状材料的人工分子超晶格，以达到预期的功能
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