科学家阐释二维硼钼烯纳米片室温铁磁性原理

日期： 2024-11-13

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来源：科学网

华东理工大学材料科学与工程学院特聘副研究员张良柱联合中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅、上海大学教授葛军怡、北京航空航天大学教授孙志梅、德国德累斯顿工业大学教授冯新亮等，在二维硼钼烯纳米片室温铁磁性研究中取得新进展，为拓展二维过渡金属硼化物（MBenes）体系的丰富物性提供了新方法，也将推进二维金属硼化物室温磁性在自旋电子学和磁性纳米载体上的实际应用。11月2日，相关研究发表于《先进材料》。

二维磁性材料是凝聚态领域的研究热点，在拓扑学领域、涨落驱动的新物相、对自旋的电场调控和检测等方面都有着重要的应用。相比于传统的块体磁性材料，二维层状磁性材料容易加工成平面的异质结结构，可对其进行精细调控。硼化钼具有优异的力学性质和空气稳定性，然而，据理论预测，硼化钼体系的金属硼烯中不存在磁性，在二维硼钼烯体系实现室温磁性非常具有挑战性。

研究人员通过缺陷工程策略，合成了具有钼空位缺陷的Mo4/3B2MBene纳米片。制备得到的Mo4/3B2纳米片横向尺寸为200 nm，厚度为6.3 nm。该纳米片粉体在环境温度下具有出色的稳定性且不会氧化，在300K时则表现出饱和磁矩为0.04 emu g-1的本征铁磁性。

研究人员进一步分析发现，铁磁性源于Mo4/3B2中的Mo空位缺陷，最终导致了系统的非零磁矩和自旋极化。目前，MBene体系的磁性研究仍处于初期阶段，而体系中由缺陷工程产生室温磁性的策略在Mo4/3B2纳米片中得到了验证。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202411765

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