纳米显微镜首次直接观察二维材料的磁性

澳大利亚研究人员及其来自俄罗斯和的同事表明，可以通过一种新的显微镜技术直接研究超薄材料的磁性，这为发现更多二维 (2-D) 磁性材料打开了大门，具有各种潜在的应用。

发表在《Advanced Materials》杂志上的这些发现意义重大，因为目前用于表征普通(三维)磁体的技术不适用于二维材料，例如石墨烯，因为它们的尺寸非常小——只有几个原子厚。

墨尔本大学物理学院和量子计算与通信技术中心的 Jean-Philippe Tetienne 博士说：“到目前为止，还没有办法准确判断二维材料的磁性有多强。”

“也就是说，如果你将二维材料像普通冰箱磁铁一样放在冰箱门上，它会粘在上面的强度。这是磁铁最重要的特性。”

为了解决这个问题，由 Lloyd Holllenberg 教授领导的团队采用了宽视野氮空位显微镜，这是他们最近开发的一种工具，具有测量二维材料强度所需的灵敏度和空间分辨率。

“从本质上讲，该技术的工作原理是将微小的磁传感器(所谓的氮空位中心，这是一块金刚石中的原子缺陷)非常靠近二维材料，以便感应其磁场，”霍伦伯格教授解释了。

为了测试这项技术，科学家们选择研究三碘化钒 (VI3)，因为已知大块 3-D 的 VI3 具有强磁性。

使用他们的特殊显微镜，他们现在已经证明 VI3 的 2-D 片也具有磁性，但强度大约是 3-D 形式的两倍。换句话说，将它们从冰箱门上取下来要容易两倍。

“这有点令人惊讶，我们目前正试图了解为什么 2-D 中的磁化强度较弱，这对应用很重要，”Tetienne 博士说。

莫斯科斯科尔科沃科学技术学院 (Skoltech) 的 Artem Oganov 教授表示，这些发现有可能引发新技术。

“就在几年前，科学家们还怀疑二维磁铁是否可能存在。随着二维铁磁VI3的发现，出现了一类令人兴奋的新材料。新的材料类别总是意味着新技术的出现，既用于研究此类材料并利用其特性。”

国际团队现在计划使用他们的显微镜研究其他二维磁性材料以及更复杂的结构，包括那些有望在未来节能电子产品中发挥关键作用的结构。

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