德国亥姆霍兹研究中心协会 石墨烯/6H-碳化硅(0001)表面单层氯化铬的扫描隧道显微镜形貌
插图，放大的地形图，显示了晶界
学分:科学 世界上最薄的材料只有一个原子厚
这种二维或2D材料——如石墨烯，众所周知由单层碳原子组成——正在世界各地的研究团队中引起极大的兴奋
这是因为这些材料承诺了使用三维材料无法获得的不寻常的性能
因此，2D材料为信息和显示技术等领域的新应用以及极其敏感的传感器的关键部件打开了大门
被称为范德华单分子层的结构引起了特别的兴趣
这些是两层或多层不同材料的组合，每层只有一个原子厚，这些层通过微弱的静电范德华力相互保持
通过选择以这种方式结合的材料层的类型和顺序，可以选择和修改特定的电、磁和光学特性
然而，还没有实现具有铁磁特性的单个范德瓦尔斯层的放大均匀沉积
然而，正是这种更大规模的磁性对于几个潜在的应用特别重要，例如一种新型的非易失性存储器
来自德国哈雷马克斯·普朗克微观结构物理研究所、西班牙巴塞罗那ALBA同步加速器光源和柏林亥姆霍兹-曾特朗的科学家们现在首次成功地创造了一种均匀的二维材料，并展示了其中一种被称为“易平面”磁性的奇异铁磁性行为
几乎自由漂浮的铬和氯层 来自德国和西班牙的研究人员利用氯化铬(CrCl3)作为一种材料，这种材料在结构上类似于由铬和碘组成的相应化合物，但可以更加坚固
哈雷的研究小组使用分子束外延技术在石墨烯覆盖的碳化硅衬底上沉积了这种材料的宏观单原子层
石墨烯的目的是减少氯化铬和碳化硅之间的相互作用，从而防止衬底影响单原子氯化铬层的性能
这是获得难以捉摸的磁性易平面各向异性的关键”，博士解释道
阿米尔卡·贝多亚-平托教授
斯图尔特·帕金在哈雷马克斯·普朗克研究所的小组
“本质上，我们获得了一个几乎自由浮动的超薄层，它只通过微弱的范德华力与石墨烯夹层结合
" 该团队的目标是回答当氯化铬仅由一个单原子层组成时，它的磁有序如何表现出来的问题
在其正常的三维形式中，该物质是反铁磁的
结果，原子的磁矩在每一层中以相反的方向定向——这使得材料在整体上看起来没有磁性
迄今为止的理论考虑表明，当材料被还原为单个原子层时，磁性有序性丧失或表现出弱的常规磁化
VEKMAG设施的精确测量 然而，科学家现在已经成功地证明了这一点——通过详细观察2D材料的磁性
为此，他们利用了安装在HZB同步辐射源BESSY II上的VEKMAG矢量磁铁设备的独特功能
“在这里，有可能在强磁场中，在接近绝对零度的温度下，使用软X射线来研究样本，”博士说
弗罗林·拉杜，HZB负责沃克马克工厂运营的团队负责人
这位柏林科学家补充道:“这些方面使该设施在世界上独一无二。”
它使来自哈雷的团队成员能够确定单个磁矩的方向，并准确区分铬和氯原子
在测量过程中，研究人员观察了二维材料在特定温度(即居里温度)以下是如何形成铁磁有序的
贝多亚-平托报道说:“在单原子氯化铬层中，发生了易平面磁体的相变特征，这是在这种2D材料中从未观察到的。”
自旋电子学发展的顺风 这一发现不仅为二维材料的磁性行为提供了新的见解
“我们现在也有了一个极好的平台，可以探索仅存在于二维磁体中的各种物理现象”，Bedoya-Pinto很高兴地说，比如自旋的超流体(无损)输运，这是电子和其他粒子的一种内在角动量
这是一种新的数据处理形式的基础，与传统的电子学不同，它使用磁矩而不是电荷
这就是众所周知的自旋电子学，目前正在彻底改变数据存储和信息处理
在HZB获得的新见解可能会推动这一发展
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
