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图片来源:Shutterstock.com/optimarc
共价键和离子键是两个分子间的强相互作用，它们分别是两个分子之间共享或转移电子的结果。与这些键相比，范德华力是分子间的色散力，这是由电子密度差异引起的偶极矩造成的。
亚博网站下载因此，由于范德华力的作用，那些层间结合在一起的材料很容易被剥离。这些材料可能会脱落。亚博网站下载
异质结构是数层不同的二维(2D)原子层堆叠在彼此之上的组合。虽然本质上很弱，但范德华力却足以将这些层合在一起。
异质结构，或者更具体地说，范德瓦尔斯晶体，以前被认为具有固有的铁磁性，这使得它们可以应用于各种各样的应用，包括自旋电子器件，纳米级存储芯片和磁性传感器。
进一步扩展的能力,这些异质结构积极影响这些应用程序,最近发现了一组科学家从美国能源部(DOE)结合劳伦斯伯克利国家实验室发现了一种内在的磁性,他们研究了存在于二维材料。
材料磁场的强度完全取决于其磁矩的方向，这是电子的偶极矩，它们在其中要么“向上自旋”，要么“向下自旋”。1“虽然所有的材料都具有某亚博网站下载种类型的磁性，但在吸引或排斥其他物体的物理现象发生时，有些材料的磁性要比其他材料强得多。”例如，铁，一种永磁体，由于其被称为铁磁性的磁性，是其类别中最强的一种。
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在永磁学中，在没有外加磁场或电流的情况下，电子的磁自旋表现出均匀的平行排列。如果磁性的温度升高，电子的自旋就会失去方向，导致材料的磁性性质发生损失。
居里温度描述的是可以导致材料发生这种取向混乱的温度，从而导致材料失去其固有的磁性，这是影响其磁性运动的变化的直接结果亚博网站下载1．
当磁性运动在一个材料中经历这种无序，这也被称为顺磁性，外部磁场的应用通常能够重新排列磁矩到他们以前的平行设计。铁磁性是一种决定磁铁强度的性质，描述了一种材料暴露于外部磁场后重新调整磁性自旋的能力。
磁各向异性是一种固有的磁性性质，描述了材料中电子自旋的有序方向排列，这是一种称为自发磁性的性质的结果。
亚博网站下载表现出这种各向异性效应的材料，如二维材料，通常具有非常无序的磁矩，除非施加外部磁场。事实上，在Berkely实验室的研究之前，人们一直认为如果二维材料失去了磁性各向异性，那么它们也将完全失去磁性亚博网站下载2．
为了进一步研究尚未被充分记录的二维结构的磁性，由首席研究员和加州大学伯克利分校张翔教授领导的研究团队使用了铬、锗和碲化的块体材料(CGT)。CGT由于其固有的铁磁性，是一种众所周知的用于半导体器件的材料。
采用透明胶带对CGT进行机械剥离制备了原子薄层CGT2．这些原子层是在二氧化硅/硅芯片上制备的，而CGT范德华晶体据报道在61开尔文(K)温度下具有铁磁性。
虽然单层膜被发现经历了快速降解，并且随着时间的推移变得不可见，但研究人员试图在环境大气条件下90分钟的实验期间，在不造成任何可见降解的情况下剥离单层膜。然后通过原子力显微镜和光学对比来确定这些层的厚度。
为了测量纳米厚和微米大小的CGT薄片的磁性，非破坏性扫描克尔显微镜，也称为磁光克尔效应。这种克尔显微镜能够检测应用线偏振光的旋转，因为它与电子自旋相互作用，存在于磁性材料3.．
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由于这种二维单原子厚度的层状材料具有低各向异性的特性，研究人员可以通过在材料中引入小磁场来轻松操纵其磁矩。这种材料非常小的性质也使得研究人员可以很容易地控制居里温度，这通常会导致它失去铁磁性。人们发现，一种材料的居里温度不仅仅是一种固有的材料属性，而是一种可以为特定目的机械操纵和改变的东西。
这一发现是二维结构领域的重大进展，因为它提供了如何操纵某些材料(如铁、钴和镍)的重要信息，这些材料经常用于薄膜产品。亚博网站下载
通过理解二维结构的柔性磁性本质，伯克利的研究团队希望未来的磁电和磁光设备将更能抵抗可能的磁性变形。
参考文献
- “磁是什么?”——《生活科亚博老虎机网登录学》
- 伯克利实验室科学家发现新的原子层状薄磁体——伯克利实验室
- "二维范德瓦尔斯晶体中固有铁磁性的发现"龚超，李丽丽，等。大自然。(2017)．DOI: 10.1038 / nature22060
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