莱斯大学的迈克·威廉姆斯 一张显微镜照片显示了莱斯工程师在云母上生长的ε-氧化铁薄片
这种近乎2D的晶体利用了其稳定的磁性，是电子学和自旋电子学中很有前途的构件
信用:娄集团 莱斯大学的研究人员简化了一种独特的、接近二维的氧化铁的合成，这种氧化铁具有很强的磁性，很容易堆积在其他二维材料上
这种叫做ε铁(ⅲ)氧化物的材料显示出作为奇特的纳米级结构的构建块的前景，这种结构可以用于自旋电子器件、电子或存储应用，不仅利用电子的电荷，而且利用它们的自旋状态
莱斯大学布朗工程学院和威斯自然科学学院的研究人员在美国化学学会杂志《纳米快报》上报道说，他们通过简单的化学气相沉积法生产了氧化薄片
这些薄片很容易从它们的生长基质上转移，并在室温下长期保持其磁性
“氧化铁并不是什么新东西，”莱斯材料科学家和联合首席研究员楼军说
“但这种ε相非常罕见
在外延生长(晶体与表面的原子结构对齐)中，结合很强，晶体很难转移
但是这种晶体结构的特征之一是它与衬底的相互作用相对较弱
你可以把它捡起来，放在不同的东西上
" 一幅插图显示了ε-铁(ⅲ)氧化物的结构，这是一种原子级薄材料，稳定，可堆叠，不同于其他铁氧化物，在室温下保持其独特的磁性
信用:江潭元 “像这样一种超薄磁性材料，在室温下仍能保持其磁性，并且可以通过堆叠与其他材料结合，这非常令人兴奋，”莱斯物理学家道格·纳特尔森说，他是洛斯阿拉莫斯国家实验室的卢和斯科特·克鲁克的共同首席研究员
“这将是一个很好的试验场，可以观察磁性能如何在界面间起作用，这是与未来信息技术相关的一个重要方面
" 娄说，从技术上来说，这种材料不是二维的，因为棱柱状正交原子结构赋予了晶格不同寻常的性质
“但基本上，它具有二维磁铁的所有特征，”他说
他说，目前发现的其他二维磁性材料有两个负面特征:它们的居里温度远低于室温，这意味着这些材料需要冷却以保持它们的磁效应，或者这些材料在结构上不稳定，在环境条件下会快速分解
“我们的材料没有这些问题，”楼说
“它是空气稳定的，居里温度略高于室温
如果我们现在测试一年前生长的材料，它仍然显示相同的行为
" ε-铁(ⅲ)氧化物将氧原子(蓝色)和铁原子(其他一切)结合到晶格中，具有磁性，与其他铁氧化物不同，在室温下保持稳定
这使得这种接近2D的材料成为一种很好的候选材料，可以与其他原子厚度的材料结合，用于新的电子和自旋电子学应用
信用:江潭元 如果这种材料像冰箱磁铁一样厚，它也会粘住
“磁效应非常强，大约300毫特斯拉，”卢说
“但是这种物质不能大量存在
它会逐渐从ε变成其他种类的氧化物
" 研究人员培育出光滑的薄片，薄至5
1纳米，在二氧化硅和云母基底上
他们成功地测试了它通过微弱的范德华力与石墨烯结合的能力
在洛斯阿拉莫斯测得的这些薄片的磁性在室温下是稳定的，磁场在200到400毫特斯拉之间
这项研究是由卢、纳泰尔森和莱斯化学家古斯塔沃·斯库塞里亚提出的跨学科莱斯IDEA研究二维材料磁性的结果
他们计划将氧化物与更多的二维材料结合，看看它的磁场如何影响异质结构的特性
“这种界面耦合过程对我们来说非常有趣，”楼说
莱斯大学校友、现为西北大学博士后研究员的袁江坦和新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家强磁场实验室的安德鲁·巴尔克是这项研究的共同主要作者
合著者包括助理研究教授郭华、研究生方其意和赵宣汉、本科生萨赫勒·帕特尔和莱斯大学共享设备管理局的研究专家坦吉·泰尔
克鲁克是国家强磁场实验室的技术人员
纳特森是物理学和天文学、电子和计算机工程、材料科学和纳米工程的教授
娄是材料科学、纳米工程和化学的教授
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
