磁性金屬原子精確可控摻雜策略實現(xiàn)二維石墨烯室溫鐵磁性 研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上

3月29日，科技日報記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校國家同步輻射實驗室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，通過磁性金屬原子精確可控摻雜的策略，實現(xiàn)了二維石墨烯的室溫鐵磁性。研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

石墨烯由于高載流子遷移率、長自旋擴散長度和弱自旋軌道耦合等優(yōu)良性質(zhì)，被認為是下一代自旋電子學(xué)應(yīng)用中極具前景的材料。如何在本征抗磁的石墨烯中誘導(dǎo)出穩(wěn)定的室溫鐵磁性，是石墨烯基自旋電子學(xué)器件制備面臨的首要問題之一。

科研人員基于以往二維過渡金屬硫?qū)倩衔锏拇?span id="wcocwow" class="keyword">性調(diào)控研究經(jīng)驗和DFT材料模擬設(shè)計，認為精確可控的磁性過渡金屬(鐵、鈷、鎳等)摻雜是解決這一問題的有效方案。為了克服將過渡金屬原子嵌入石墨烯晶格的巨大勢壘，研究組利用氮原子構(gòu)造錨定位點，將鈷原子牢固地束縛在石墨烯晶格中，從而提供穩(wěn)定的局域磁矩，并通過鈷—氮—碳之間的軌道雜化形成鐵磁交換作用，最終實現(xiàn)石墨烯的室溫鐵磁性。(記者吳長鋒)