武漢物數(shù)所等在二維鐵磁體系研究方面獲進(jìn)展

　　二維鐵磁體在自旋電子學(xué)和超高速、超高容量信息存儲(chǔ)上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近幾年，已經(jīng)預(yù)言可以用一些類(lèi)石墨烯材料(比如氫化石墨烯、摻雜的單層GaSe以及過(guò)渡金屬硫族化合物)實(shí)現(xiàn)二維磁體。但研究人員仍然期望利用傳統(tǒng)磁元素鐵鈷鎳（Fe、Co、Ni）直接構(gòu)筑穩(wěn)定且易制備的二維鐵磁性石墨烯體系，因?yàn)榫哂蟹涓C狀結(jié)構(gòu)的二維鐵磁體不僅可以應(yīng)用在自旋電子學(xué)、信息存儲(chǔ)和催化方面，也可用來(lái)驗(yàn)證拓?fù)浣^緣體和超導(dǎo)體的概念基礎(chǔ)模型——Haldane模型。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所曹更玉課題組與物理研究所孟勝課題組合作，在新型二維鐵磁體系的研究方面獲得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)的ACS Nano 雜志上（ACS Nano 11, 2143-2149 (2017)）。

　　論文作者副研究員于迎輝與合作者通過(guò)在半金屬銻表面沉積鐵原子首次成功獲得了單層有序Fe-Sb鐵磁結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)具有類(lèi)石墨烯材料要求的兩套共穿子晶格，適合于Haldane模型的驗(yàn)證。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)此二維體系可以進(jìn)一步囚禁Sb原子形成新穎的有序幻數(shù)納米環(huán)。另外，研究人員還成功獲得了Fe3Sb7二維全同量子點(diǎn)陣列。密度泛函理論模擬表明此兩種超結(jié)構(gòu)均具有較大的磁矩，且均局域在鐵原子的d電子上。該研究為二維鐵磁體的制備提供了一種新方法，有利于促進(jìn)其在超高密度磁存儲(chǔ)器件的構(gòu)筑和單原子催化方面的應(yīng)用。

　　該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院武漢物數(shù)所“一三五計(jì)劃”的支持。

左圖為類(lèi)石墨烯Fe-Sb超結(jié)構(gòu)及幻數(shù)納米環(huán)的形貌圖，右圖為二維全同量子點(diǎn)Fe3Sb7的形貌圖。