目前大多數調節材料物理化學性質的方法是通過化學鍵的打破/生成新化學鍵的方式,化學鍵打破/生成新化學鍵對局部結構造成不可避免的影響。二維鐵磁材料是自旋憶阻器和量子器件的關鍵,單數目前大多數二維鐵磁材料只能在低溫下保持鐵電性質,在室溫或者更高溫度下控制2D材料鐵磁性能的方法還沒有報道。
有鑒于此,華中科技大學常海欣教授、浙江理工大學宋昌盛副教授等報道非破壞性的vdW界面鐵磁策略,實現了高于室溫的鐵磁調控。
通過非磁性vdW MoS2, WSe2, Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3與2D vdW鐵磁Fe3GaTe2之間vdW耦合,將Curie溫度提高至400 K,是目前2D鐵磁材料最好的。而且實現了室溫垂直磁各向異性(perpendicular magnetic anisotropy)和340 K的非常規反常霍爾效應。
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這種現象來自界面電荷轉移和自旋-軌道耦合的磁交換相互作用和磁各向異性。這項工作為調控vdW層間磁化學和實現多功能2D異質結提供方法。
參考文獻
Gaojie Zhang, Hao Wu, Li Yang, Zheng Chen, Wen Jin, Bichen Xiao, Wenfeng Zhang, Changsheng Song*, and Haixin Chang*, Above-Room-Temperature Ferromagnetism Regulation in Two-Dimensional Heterostructures by van der Waals Interfacial Magnetochemistry, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c13391
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13391