武漢物數所等在二維鐵磁體系研究方面獲進展

　　二維鐵磁體在自旋電子學和超高速、超高容量信息存儲上具有獨特優勢。近幾年，已經預言可以用一些類石墨烯材料(比如氫化石墨烯、摻雜的單層GaSe以及過渡金屬硫族化合物)實現二維磁體。但研究人員仍然期望利用傳統磁元素鐵鈷鎳（Fe、Co、Ni）直接構筑穩定且易制備的二維鐵磁性石墨烯體系，因為具有蜂窩狀結構的二維鐵磁體不僅可以應用在自旋電子學、信息存儲和催化方面，也可用來驗證拓撲絕緣體和超導體的概念基礎模型——Haldane模型。

　　近日，中國科學院武漢物理與數學研究所曹更玉課題組與物理研究所孟勝課題組合作，在新型二維鐵磁體系的研究方面獲得新進展，相關研究成果發表在美國化學會的ACS Nano 雜志上（ACS Nano 11, 2143-2149 (2017)）。

　　論文作者副研究員于迎輝與合作者通過在半金屬銻表面沉積鐵原子首次成功獲得了單層有序Fe-Sb鐵磁結構，發現具有類石墨烯材料要求的兩套共穿子晶格，適合于Haldane模型的驗證。同時，發現此二維體系可以進一步囚禁Sb原子形成新穎的有序幻數納米環。另外，研究人員還成功獲得了Fe3Sb7二維全同量子點陣列。密度泛函理論模擬表明此兩種超結構均具有較大的磁矩，且均局域在鐵原子的d電子上。該研究為二維鐵磁體的制備提供了一種新方法，有利于促進其在超高密度磁存儲器件的構筑和單原子催化方面的應用。

　　該研究獲得了國家自然科學基金和中科院武漢物數所“一三五計劃”的支持。

左圖為類石墨烯Fe-Sb超結構及幻數納米環的形貌圖，右圖為二維全同量子點Fe3Sb7的形貌圖。