在一个突破中，可以在计算和电子设备中开辟令人兴奋的新可能性，美国的科学家们已经开发出一种二维磁性材料，是世界上最薄的。磁铁只是单个原子厚，并且与先前开发的类似材料不同，能够在室温下起作用，除其他应用中，可以允许数据以更高的密度存储。
识别具有磁性的二维材料是在科学家之前实现的。2017年，我们研究了调查叫做铁磁材料的研究三碘化铬，发现哪些科学家可以在保持其磁性的同时剃光成一个原子厚的单层。
劳伦斯伯克利国家实验室和加利福尼亚大学的科学家一直在努力解决这些以前开发的2D磁铁的缺点之一，这在室温下是不稳定，导致它们失去磁力。这有限于到目前为止技术的实用性，但研究人员现在已经找到了一个有前途的前进方向。
“最先进的2D磁体需要非常低的气温，”高级作者杰瑶解释。但是出于实际原因，数据中心需要在室温下运行。我们的2D磁铁不仅是在室温或更高时运行的第一个，而且它也是达到真实2D限制的第一磁体：它与单个原子一样薄！“
科学家们从在实验室中烘烤的石墨烯，锌和钴的混合物开始并将其转化成一层锌氧化物，并洒在整个钴原子。仅测量单个原子厚，该层夹在两层石墨烯之间，然后将其烧毁以留在磁性2D膜后面。
通过随访实验，该团队发现可以通过改变材料内的钴量来调节磁性。浓度为5或6％的钴原子导致相对较弱的磁铁，同时将浓度升高到12％的磁体产生非常强的磁铁。将它达到15％的人导致科学家称之为“挫折”的量子状态，其中材料内的互相磁力状态相互竞争。
至关重要的是，该团队发现与早期的2D磁铁不同，该材料不仅在室温下保留其磁性，但在高达100°C（212°F）的温度下。
“与以前的2D磁铁相比，我们的2D磁性系统显示了一个不同的机制，”研究作者瑞辰说。“我们认为这种独特的机制是由于氧化锌的自由电子。”
该团队的2D磁铁比一张纸薄100万倍，可以弯曲成几乎任何形状。该技术的一个有前景的应用是数据存储。今天使用的存储设备依赖于磁性薄膜，这种薄膜非常薄，但仍然是三维的，厚度可达数百或数千个原子。更薄的磁体，特别是只有一个原子厚度的磁体，可以以更高的密度存储数据。
该材料还通过允许观察单一磁性原子和它们之间的相互作用来实现量子物理学世界的新的研究模式。另一种可能性涉及领域自旋电子学在那里，电子的自旋而不是电荷将被用来存储和操作数据，科学家们设想2D磁铁可以成为一个紧凑设备的一部分，促进这些过程。
“我相信，在室温下发现这种新的，坚固，真正的二维磁铁是一个真正的突破，”联合作用的罗伯特比伦说。
该研究发表于期刊自然通信。
来源:伯克利实验室
