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崔屹院士，PNAS新突破！

來源：時間：2024-02-01 10:05:32 瀏覽：1482次

第一作者：Yecun Wu、Baiyang Wang

通訊作者：崔屹院士、Harold Y. Hwang

通訊單位：斯坦福大學

DOI: 10.1073/pnas.2314454121.

研究背景

自首次研究磁性薄膜以來，薄膜磁性一直是最重要的課題之一。最近發現，原子薄范德瓦爾斯（vdW）磁性材料通過機械剝離去除鄰近的層，恢復了一個全新的內在二維（2D）磁性化合物庫，從而振興了2D磁性場。然而，對比傳統的物理沉積方法，基于機械剝離和轉移的vdW晶體工具箱存在產率低和環境腐蝕問題，當前磁性研究面臨新的挑戰。例如，在vdW晶體中形成磁超晶格是困難的，限制了vdW晶體層間相互作用的研究。基于此，斯坦福大學崔屹院士和Harold Y. Hwang等人提出了一種對磁性vdW晶體Fe₃GeTe₂（FGT）的層間工程設計策略，即將季銨態陽離子插入到vdW間距中，基于插層量的方法可以形成三維（3D）vdW超晶格和2D vdW單分子層。

文章要點

1、作者將電化學的有機季銨鹽陽離子插入到Fe₃GeTe₂（FGT）的vdW間隙中。通過控制插入時間、電壓或電流，構建3D超晶格或2D單層磁體。3D FGT超晶格的矯頑力降低，疇壁尺寸增大。通過傳輸和RMCD測量的臨界行為擬合顯示了超晶格的強3D行為，β指數增加。最后，過度插入導致FGT薄片脫落，允許在環境中大規模制備FGT油墨。剝離的樣品被有機分子覆蓋，可在環境中處理原子薄樣品而不降解，并提高接近體積值的T_C。

2、隨便傳統沉積的磁性薄膜，盡管目前的能力僅限于探測穩態，但插層在選擇緩沖層材料方面提供了更大的多功能性，而不考慮晶格錯配問題。這種多功能性不僅允許調整層間距離，而且有助于將摻雜引入系統。本工作通過層間工程的磁交換相互作用和各向異性調諧旋鈕補充了vdW磁晶體的工具箱，為磁應用提供了機會。它們提供了一個機會來誘導和控制新的自旋電子現象使用非均勻的客物種環境。未來電壓控插層的進展不僅加快了插層產生的3D超晶格的研究，而且促進了新興磁性器件的快速原型。

圖文展示