原子級厚度二維晶體的鐵磁性研究

《原子級厚度二維晶體的鐵磁性研究》是依託蘭州大學，由高大強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：原子級厚度二維晶體的鐵磁性研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：高大強
• 項目類別：面上項目

項目摘要

無需通過離子摻雜及外部修飾，探索具有本徵室溫鐵磁性的原子級厚度二維材料的製備工藝，深入理解其內稟鐵磁性機理，實現對其鐵磁性的可調及可控，是此類材料在未來納米自旋電子器件套用中擬解決的關鍵問題之一。本項目在前期工作的基礎上，擬利用化學方法探索具有類石墨烯結構準二維材料的製備工藝，通過對樣品巨觀磁性、微觀磁性及微結構的分析，得到材料的維度、厚度、結晶度、缺陷類型及濃度與其磁特性的相關規律。結合樣品光電性能、電子順磁共振和磁譜測量及第一原理計算，揭示準二維金屬硫屬化合物鐵磁性的微觀磁矩起源、磁矩間相互作用及其磁各向異性機理。同時，在實驗上實現對典型樣品鐵磁性的可調和可控，為其在下一代納米自旋相關電子器件中的套用提供理論依據和實驗基礎。

結題摘要

傳統的磁性材料是指由含部分填滿的d和f電子的磁性原子或離子構成的材料。近期研究表明一些傳統非鐵磁性物質（由非d和f磁性原子或離子構成的大塊物質）在低維度下也會表現出室溫鐵磁性。對於此類鐵磁性材料的研究無論從材料製備、物理機制角度，還是其在未來的技術套用上都將是一個極具挑戰的基礎性研究工作。原子級厚度二維晶體因其潛在的理論和實際套用價值而引起研究者的廣泛關注。第一，二維尺度高度各向異性所表現的量子限域效應使得原子級厚度二維材料表現出與體相材料截然不同的物理特性；此外，得益於其有效的連線微觀電子結構與巨觀器件的性質,準二維材料被認為是最有希望成為超薄、透明、柔性電子器件的構築單元。本項目在前期工作的基礎上，利用化學方法探索具有原子級厚度二維材料的製備工藝，通過對樣品巨觀磁性、微觀磁性及微結構的分析，得到了過渡金屬硫屬化合物材料的維度、厚度、結晶度、外加應力等參數與其磁特性的相關性規律。結合樣品的的調控。結合樣品的光電性能、電子順磁共振和磁譜測量及第一原理計算，研究了這些原子級厚度二維材料的微觀磁矩起源、磁矩間相互作用及其磁各向異性機理，為實現其在納米自旋電子學及相關電子器件構築等領域中的套用提供理論依據和實驗基礎。此外，在製備原子級厚度二維材料研究其鐵磁性規律的同時，我們深入研究了這些材料在能源轉換和儲存方面的套用。開拓了我們將來的研究方向及樣品磁特性與能源轉換方面的交叉合作的思路。 申請人及項目組參與者在此基金項目的資助下共發表已標註基金項目批准號的SCI論文33篇，其中一區論文20篇。有2篇文章為SCI高被引論文，申請到國家授權專利2項。