科学家证明二维磁铁的存在

仅2D单层就为研究磁性的剧烈而精确的电气控制提供了令人兴奋的机会。科学家首次发现了由单层原子形成的二维磁体，并可能为更紧凑，更高效的设备铺平道路。磁性材料构成了技术的基础，这些技术在当今的生活中扮演着越来越重要的角色，包括传感和硬盘数据存储。

对于更小，更快的设备，研究人员正在寻求更紧凑，更高效并且可以使用精确，可靠的方法进行控制的新型磁性材料。由华盛顿大学 (UW) 和美国麻省理工学院 (MIT) 领导的团队首次在二维单层或由单个原子层形成的材料中发现了磁性。

发表在《自然》杂志上的研究结果表明，即使在2D领域，磁性也可以存在-打开了潜在的应用世界。“我们在这里发现的是一种具有固有磁性的孤立的2D材料，并且系统中的磁性非常坚固，” UW教授徐晓东说。“我们设想新的信息技术可能会基于这些新的2D磁体出现，” 徐说。

研究人员以前已经表明，CrI3-在其多层，3D，块状晶体形式-是铁磁性的，也就是说，它具有一些磁性。但是，以前没有3D磁性物质在减薄为单个原子片时保留其磁性。

实际上，单层材料可以展示其多层3D形式所没有的独特特性。UW博士研究生Bevin Huang说: “您根本无法根据2D单层晶体的行为来准确预测2D单层晶体的电，磁，物理或化学性质。”单层材料中的原子被认为是二维的，因为电子只能在原子片内传播，就像棋盘上的碎片一样。为了发现CrI3的2D形式的特性，该团队仅使用透明胶带将较大的3D晶体形式的CrI3单层剃除。

UW的博士生Genevieve Clark说: “使用透明胶带从其3D块状晶体中剥落单层非常有效。”研究人员使用特殊类型的显微镜检测了CrI3中的磁性。在两层厚的CrI3薄片中，磁性消失，并在三层CrI3中恢复。科学家将需要进行进一步的研究，以了解为什么CrI3显示出这些显着的层相关磁相。

“仅2D单层就提供了令人兴奋的机会来研究磁性的剧烈和精确的电气控制，这一直是使用其3D块状晶体实现的挑战，” Xu说。“但是，当您将具有不同物理特性的单层堆叠在一起时，可能会出现更大的机会。在那里，您可以获得在单层或3D块状晶体中看不到的更多奇特现象。”