何军课题组在二维单元素磁性材料研究取得新进展

近日，Advanced Materials（《先进材料》）在线发表了物理科学与技术学院何军教授课题组有关二维单元素磁性材料的最新研究成果。

论文题目为“Van der Waals Epitaxy Growth of 2D Single-Element Room-Temperature Ferromagnet”。物理科学与技术学院为该论文第一署名和通讯单位。物理科学与技术学院2020级博士研究生姜健和程瑞清副研究员为文章第一作者，何军教授和国家纳米科学中心研究员王振兴为文章通讯作者。

二维单元素磁性材料的生长机制、室温磁性、磁各项异性表征

二维磁性材料在新一代存储和自旋电子器件中有着广泛的应用前景，吸引了研究人员广泛的关注。但目前可供选择的二维磁体仍十分有限，且大多都存在磁性转变温度低、环境稳定性差、制备过程不可控、耗时等问题，阻碍了其实际应用。这些多元素磁性化合物在合成时不仅受不同化学组分带来的化学复杂性的影响，且当维度降低时，成分不均匀性会变得更加严重。二维单元素材料在纳米尺度上是纯净的且本质均匀，可以减少材料优化过程的耗时，绕过不纯相，为探索新物理及其应用带来新的机会。

有鉴于此，何军课题组通过范德华外延策略，在云母衬底上成功合成了亚毫米尺度的二维单元素磁性钴金属，其厚度可低至约6纳米。密度泛函理论计算揭示了范德华相互作用和表面能最小化主导了钴纳米片的二维生长机制。合成的二维钴纳米片具有710 K以上的超高磁转变温度和面内磁各向异性。进一步地，电输运测试表明二维钴纳米片具有明显的磁阻效应，且在不同的磁场配置下，能够实现独特的正负磁阻共存。该工作首次在云母衬底上实现了钴金属的各向异性生长，并系统研究了二维钴金属的磁性性能，为进一步探索二维磁性单元素金属提供了理想平台，对于自旋电子器件的开发具有重要价值。

该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等项目经费的支持，研究过程中得到了国家纳米科学中心王振兴研究员、中山大学冯文勇博士的大力支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202211701