UW和MIT發現世界首例2D磁體

材料牛註：

如果把三維材料變成二維的，那它的性能就會發生根本性的改變，但是，華盛頓大學和麻省理工大學的研究人員發現，即使把鐵磁性的三碘化鉻（Crl3）變成單原子厚的單層，它也能保持這種磁性，而單層磁性材料可謂是給電子世界打開了一扇新的大門，這項研究已經發表在Nature上。

三維材料在減小到二維時，其電學、磁學、物理或化學性質會發生根本性的改變，石墨烯（石墨最通用的2D形式）可能是最好的例子。現在，華盛頓大學和麻省理工大學的研究人員發現了第一種以2D形式保留磁性的材料，可能為製備更薄的電子設備打開新的大門。

這種材料可能是最薄的，只有一個原子厚的材料被認為是功能二維的。與3D原子結構不同，這些單層膜中的電子只能水平移動，這可能對材料的性能產生重大影響，例如導電性和磁性。因此，當磁性材料轉化為單層時，往往會失去磁性。

但現在，該研究團隊已經得到了違反這一趨勢的第一種材料。三碘化鉻（Crl3）是鐵磁性的，意味著它可以通過其電子的對稱旋轉獲得磁性，研究人員發現即使被削成單原子厚的單層，Crl3也能保持這種磁性。

研究人員通過對材料照射偏振光來進行測試，結果表示對鐵磁性有很明顯的信號。單層反射了預期的信號，但奇怪的是，當兩層堆疊在一起時，材料就失去了磁性。加上第三層又有了磁性，這一現象提出了一些關於這個微觀世界正在發生的有趣的問題。

這項研究的第一作者Xiaodong Xu說：「2D單層為研究磁性能的劇烈和精確的電氣控制提供了激動人心的機會，這是一項利用它們的3D晶體來實現的挑戰。但是，當把具有不同物理特性的單層疊加在一起時，可能會產生更大的可能性。你可以看到更多在單層或3D晶體中所沒有的奇異的現象。

與石墨烯一樣，二維Crl3可能會在日益萎靡的電子世界中得到一些令人興奮的應用。

Xu說：「我們所發現的是一種具有內在磁性的絕緣的二維材料，而且這個體系中的磁性是非常強的。我們設想，基於這些新的二維磁體可能會出現新的信息技術。」

這項研究已經被發表在Nature上。

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