Desde el descubrimiento del Grafeno en 2004, el estudio de materiales bidimensionales ha comenzado a entrar en la visión de los científicos. Hasta ahora, los investigadores han descubierto al menos docenas de materiales bidimensionales de propiedades muy diferentes, incluidos aislantes, semiconductores, metales, etc. Hace unos días, el equipo del profesor Zhang yuanbo, del Departamento de física de la Universidad de fudan, logró un gran avance en el campo de los materiales magnéticos bidimensionales: descubrió un nuevo tipo de materiales magnéticos bidimensionales fe3gete2, que proporciona un nuevo sistema ideal para el estudio del magnetismo de los cruceros bidimensionales. Además, a través de la regulación de la intercalación de iones de litio, el equipo de investigación obtuvo temperaturas de transición ferromagnética por encima de la temperatura ambiente en la capa delgada fe3gete2, lo que brinda nuevas posibilidades para el desarrollo futuro de dispositivos magnetoelectrónicos de alta densidad, tensión de puerta ajustable y disponibles a temperatura ambiente basados en este material.

El 22 de octubre (hora de londres), el estudio se basa en "ferromagnetismo a temperatura ambiente regulado por la presión de puerta en ferrogermanio y telurio bidimensionales".

（“Gate-tunable Room-temperature Ferromagnetism in Two-dimensional Fe3GeTe2”） El título fue publicado en la revista académica dingji nature. Zhang yuanbo, Profesor del Departamento de física de la Universidad de fudan, es el autor de la comunicación de la tesis, Deng yujun, estudiante de doctorado de 2016 en el Departamento de física, y Yu yijun, postdoctoral, son los coautores de la tesis.

Con la separación exitosa del grafeno, un material de grafito con una sola capa atómica, se propuso oficialmente el concepto de material bidimensional. Una lámina compuesta solo por una capa de átomos de carbono, que es grafeno. Como material bidimensional, el material madre correspondiente es el grafito, es decir, el material bidimensional se acumula a partir de la interacción van der Waal entre capas. Desde la década de 1970, los materiales en capas han atraído mucha atención debido a la investigación en ondas de densidad de carga, superconductividad, baterías de litio y otros campos. Preparar pequeñas unidades en materiales en capas - una sola capa - para la investigación es como abrir un libro y estudiar cuidadosamente una de las páginas. El estudio en profundidad de los materiales bidimensionales no solo puede ayudarnos a resolver el misterio de estos materiales matrices en capas, sino que también puede permitirnos descubrir la física que no existe en sistemas tridimensionales contenidos en ellos. Más importante aún, todos los átomos del material bidimensional están expuestos a la superficie y la parte del "cuerpo" que no está oculta es más fácil de regular que el material tridimensional.

En los últimos años, los materiales bidimensionales magnéticos se han convertido en nuevos puntos calientes de Investigación. En el estudio relacionado con zuixin, los investigadores utilizaron materiales magnéticos laminados aislados cr2ge2te6 y cri3 como objetos de investigación, utilizando medios ópticos para detectar el magnetismo bidimensional en el material. Pero estos materiales están aislados y la temperatura de transición ferromagnética es mucho menor que la temperatura ambiente, lo que tiene grandes obstáculos en la preparación y aplicación de dispositivos electrónicos.

Sobre la base de la investigación anterior, el equipo de Zhang yuanbo utilizó materiales laminados metálicos como objeto de Investigación. después de dos años de exploración y un año de experimentos continuos, finalmente obtuvo un nuevo material magnético bidimensional fe3gete2. Los experimentos del equipo de Zhang yuanbo encontraron que fe3gete2 de una sola capa todavía tiene un programa ferromagnético largo y una heterogeneidad magnética fuera de la superficie a bajas temperaturas. Más importante aún, el equipo de Zhang yuanbo utilizó la tecnología que desarrollaron para intercalar las capas delgadas de fe3gete2 con iones de litio, lo que aumentó la temperatura de transición ferromagnética de la muestra por encima de la temperatura ambiente, lo que brindó la posibilidad de hacer dispositivos electrónicos para este material en el futuro.

Una nueva idea: un nuevo método de escote de muestras　　

En el campo de los materiales bidimensionales, el método tradicional de escote de cinta adhesiva es una forma común de preparar una sola capa de materiales en capas de escote. El método de escote de cinta adhesiva, que se ha utilizado para los círculos académicos durante más de diez años, es muy eficaz, pero también muy simple y original, con defectos inevitables. Con este método, hay pocos materiales y una capacidad limitada de escote. Para el equipo de investigación científica, para obtener una sola capa de materiales magnéticos bidimensionales estudiados e incluso expandirse aún más a muchos otros materiales bidimensionales desconocidos, romper con los métodos tradicionales y explorar nuevos caminos es la única manera.

Después de una ardua exploración e intentos continuos, el equipo de Zhang yuanbo finalmente desarrolló un nuevo método de escote de muestras: utilizando una fuerte adherencia entre alúmina y fe3gete2 y un gran área de contacto para preparar muestras de una sola capa. Este método tiene una alta eficiencia de preparación y una fuerte capacidad de escote, y también proporcionará nuevos métodos e ideas de investigación para otros materiales en capas con dificultades de escote efectivas similares a las del escote fe3gete2. Fue el descubrimiento del nuevo método de escote lo que permitió al equipo de investigación científica estudiar más a fondo las propiedades de transporte eléctrico de este material magnético bidimensional.

Descripción de la imagen: a: estructura atómica de una sola capa fe3gete2. B: diagrama esquemático del nuevo método de escote mecánico que utiliza alúmina. C: diagrama de fase de fe3gete2 sobre espesor y temperatura. D: propiedades magnéticas a temperatura ambiente de las láminas delgadas de fe3gete2.

Según Zhang yuanbo, el nuevo material bidimensional magnético fe3gete2 descubierto en este estudio proporcionará una posibilidad para que los científicos desarrollen dispositivos magnetoelectrónicos de alta densidad, tensión de puerta ajustable y temperatura ambiente disponibles basados en este material en el futuro, y el nuevo método de escote de materiales bidimensionales descubierto ampliará nuevas ideas para la investigación futura de materiales bidimensionales.

"La investigación básica no está orientada a la aplicación, sino a explorar diversas posibilidades. nuevos materiales, nuevas propiedades físicas, son el punto de partida de nuestra investigación", dijo Zhang yuanbo. Para el equipo de investigación, todavía hay más posibilidades en el futuro para que descubran y exploren.