二维层状材料具有独特结构和性质,在过去二十年得到广泛研究。过渡金属插嵌层状材料能够产生新型物理性质,比如调节2D磁性。但是如何直接生成超薄的杂原子插嵌层状材料仍未曾得到广泛发展。
有鉴于此,北京航空航天大学宫勇吉、汤沛哲等通过熔体辅助生长FAG(flux-assisted growth)合成超薄杂原子插嵌2D层状材料UHI-2DMs(ultrathin heteroatoms-intercalated 2D layered materials)。
本文要点
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合成了8个UHI-2DMs材料,V1/3NbS2, Cr1/3NbS2, Mn1/3NbS2, Fe1/3NbS2, Co1/3NbS2, Co1/3NbSe2, Fe1/3TaS2, Fe1/4TaS2。其厚度能够达到极限(双层2D材料,并且两层原子内含有单层插嵌原子层),而且得到含有磁有序结构。
(2)
非常有趣的一点是,由于各向异性稳定的长程铁磁性Fe1/3TaS2 具有较弱的层间耦合作用,作者通过磁输运研究发现Fe1/3TaS2 的磁有序温度与层数目无关。
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He, Q., Si, K., Xu, Z. et al. Direct synthesis of controllable ultrathin heteroatoms-intercalated 2D layered materials. Nat Commun 15, 6320 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50694-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50694-2