北京大学 图1
二硫化铂薄片的原子结构和输运性质
(一)原子分辨率高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)图像的几层二硫化铂薄片，显示其1T相特征和α-α堆积结构
在200至200的对数曲线中，s3的纵向电阻是温度的函数
(3)当磁场作用于三硫化二磷片s3的ab平面时的各向同性核磁共振
插图显示了磁输运测量的示意图
θ表示磁场和电流之间的角度
当磁场垂直于s3中的电流时，在不同温度下的磁共振
学分:北京大学 二维材料的出现为探索和调节二维极限的奇异物理性质提供了极好的平台，并推动了现代凝聚态物理和纳米电子器件的发展
在各种奇异的物理性质中，二维磁性是最重要的课题之一，在自旋电子学中显示出潜在的应用
近年来，研究人员发现了一系列本征二维磁性材料，如三价铬、三价铁等
然而，大多数已发现的二维磁性材料在大气中是不稳定的，这限制了二维磁性的进一步研究和应用
因此，关键问题是如何在空气稳定的二维材料中诱导磁性
最近，北京大学的王建教授与清华大学的段教授和北京大学的教授合作，在过渡金属二硫化物PtSe2薄片中探测到由Pt空位引起的局域磁矩，并揭示了局域磁矩的来源和薄片厚度依赖性
题为“过渡金属二氯化物薄片中原子空位诱导的磁矩”的论文发表在《高级材料》在线版上
本文作者是北京大学王教授、清华大学段教授和北京大学张教授
北京大学的葛军、罗天闯、清华大学的林祖章和武汉大学的石建萍对这项工作做出了同等贡献(共同第一作者)
通过化学气相沉积法生长了厚度为8-70纳米的二硫化铂薄片，并通过透射电子显微镜和选区电子衍射证实了它们的高结晶质量
研究人员进一步制作了不同厚度的PtSe2器件，并研究了它们的电传输特性
在高温区，纵向电阻随着温度的降低而降低，这是典型的金属行为
有趣的是，随着温度的进一步降低，纵向电阻呈对数增长，然后在超低温度下趋于饱和
图2
片石中局部磁矩的理论解释
局部磁矩(用红色箭头表示)和最顶层铂空位缺陷(蓝色圆圈)的图示
铂空位的三个相邻硒原子的p轨道的电子密度
(3)不同磁结构的能量(用磁矩方向和z轴之间的角度β标记)，其中能量为零对应于具有面外磁矩的磁结构(即
e
, β = 0)
学分:北京大学 在低温下，当施加面内磁场时，检测到各向同性负磁电阻
进一步分析表明，纵向电阻随温度的降低而对数增加，各向同性核磁共振源于近藤效应
众所周知的近藤效应通常出现在掺杂有磁性杂质的非磁性金属中，这是由于非磁性主体的传导电子的自旋与磁性杂质之间的交换相互作用造成的
然而，表征结果表明在二硫化铂薄片中没有磁性元素
理论计算揭示了二硫化铂薄片中局域磁矩的来源
铂空位缺陷在二硫化铂片生长过程中不可避免地出现
铂空位导致三个相邻硒原子的p轨道占据的自旋多数态和少数态的不对称分布，最终产生局域磁矩
令人惊讶的是，观测到的磁矩似乎与厚度有关
当减小薄片的厚度时，局部磁矩变大
理论上，样品中的局部磁矩主要由样品表面的铂空位贡献
随着PtSe2薄片厚度的减小，表面-体积比增加，导致表面空位的相对比例增加
结果，每个缺陷感应的平均磁矩随着厚度的减小而增加，这与实验观察一致
这项工作为非磁性二维材料，特别是空气稳定的二维材料的原子尺度磁性调制提供了一条新的途径，对自旋电子学和量子信息的发展具有潜在的意义
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