二維鐵磁體在自旋電子學(xué)和超高速、超高容量信息存儲(chǔ)上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近幾年，已經(jīng)預(yù)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(shí)現(xiàn)二維磁體。但研究人員仍然期望利用傳統(tǒng)磁元素鐵鈷鎳（Fe、Co、Ni）直接構(gòu)筑穩(wěn)定且易制備的二維鐵磁性石墨烯體系，因?yàn)榫哂蟹涓C狀結(jié)構(gòu)的二維鐵磁體不僅可以應(yīng)用在自旋電子學(xué)、信息存儲(chǔ)和催化方面，也可用來驗(yàn)證拓?fù)浣^緣體和超導(dǎo)體的概念基礎(chǔ)模型——Haldane模型。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)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(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)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(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)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(yàn)證。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)此二維體系可以進(jìn)一步囚禁Sb原子形成新穎的有序幻數(shù)納米環(huán)。另外，研究人員還成功獲得了Fe3Sb7二維全同量子點(diǎn)陣列。密度泛函理論模擬表明此兩種超結(jié)構(gòu)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(jìn)其在超高密度磁存儲(chǔ)器件的構(gòu)筑和單原子催化方面的應(yīng)用。

　　該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院武漢物數(shù)所“一三五計(jì)劃”的支持。

左圖為類石墨烯Fe-Sb超結(jié)構(gòu)及幻數(shù)納米環(huán)的形貌圖，右圖為二維全同量子點(diǎn)Fe3Sb7的形貌圖。