【引言】

    石墨烯的出現(xiàn)，隨之而來的二維材料家族不斷擴(kuò)大，它們都展現(xiàn)出很好的電學(xué)性質(zhì)。為了擴(kuò)寬它的性能，還可以添加一些具有自旋-谷耦合的半導(dǎo)體、可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔咏饘俚腎sing超導(dǎo)體、具電荷密度波可調(diào)的Mott絕緣體和可以邊緣傳輸?shù)耐負(fù)浒雽?dǎo)體等附加物。然而，目前還沒有發(fā)現(xiàn)具有本征磁性的二維晶體（除了同期刊登的張翔院士研究成果），這種晶體在傳感和數(shù)據(jù)存儲方面有著很大的應(yīng)用前景。理論上，在二維各向同性、特定溫度滿足Mermin-Wagner定理的Heisenberg模型中，磁性有序是受到限制的。磁各向異性消除了這些限制，使得二維Ising鐵磁性能夠?qū)崿F(xiàn)。

    【成果簡介】

    華盛頓大學(xué)西雅圖分校的許曉棟和麻省理工學(xué)院的Pablo Jarillo-Herrero（共同通訊作者）等人利用磁域觀測顯微鏡證實(shí)了單層CrI3二維材料為Ising鐵磁體，具有面外的自旋取向。居里溫度為45K，僅些微的低于塊體材料（61K），這與弱的夾層耦合相對應(yīng)。并且，研究發(fā)現(xiàn)受層數(shù)影響的磁性相，表明在分子晶體中受厚度影響的物理性質(zhì)。雙層CrI3具有變磁性效應(yīng)，展現(xiàn)出受抑制的磁性，而三層CrI3中夾層的鐵磁性則被修復(fù)。這項(xiàng)研究為揭示材料中不同尋常的原子級特性進(jìn)而研究材料的磁性，如電調(diào)控的磁電子學(xué)、范德華力引起的界面效應(yīng)等都提供了研究基礎(chǔ)。以上研究成果以“Layer-dependent ferromagnetism in a van der Waals crystal down to the monolayer limit”為題與張翔院士以“Discovery of intrinsic ferromagnetism in two-dimensional van der Waals crystals”為題的研究成果（材料牛資訊詳戳 張翔院士Nature重磅： 二維分子晶體本征鐵磁性的發(fā)現(xiàn)?。┮黄鸨晨勘晨窃?017年6月8日出版的Nature上。同期，賓夕法尼亞大學(xué)的Nitin Samarth教授為該成果撰寫了題為“Condensed-matter physics: Magnetism in flatland”的新聞評述（Nature，2017，DOI：10.1038/546216a）。

    【圖文導(dǎo)讀】

    圖一、塊體CrI3的晶體結(jié)構(gòu)、層厚度鑒別和磁光Kerr效應(yīng)（MOKE）

    圖二、單層CrI3的MOKE檢測

    圖三、原子級厚CrI3受層數(shù)影響的磁有序性

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