【產(chǎn)通社，5月30日訊】中國科學(xué)院（Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，其物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心磁學(xué)國家重點實驗室研究員龍有文團隊和武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授何軍團隊合作，對不同厚度的Cr2Te3樣品進行了研究，近期發(fā)現(xiàn)其TC隨著材料厚度的降低而逐漸升高，直到厚度低于二維極限（~10nm）時，TC由塊體的160 K急劇上升至室溫附近（約280K），并通過理論計算揭示了這一反常現(xiàn)象的機理。

當(dāng)二維材料的厚度降低至原子級幅度時可導(dǎo)致很多新奇物理現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得二維材料成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)的研究熱點。二維鐵磁體作為二維材料家族的重要組成部分，因其獨特的物理特性而備受關(guān)注。通常，隨著二維鐵磁體厚度的降低，其鐵磁有序居里溫度TC也會降低，鮮有材料會隨著厚度的降低TC反而升高。

一直以來，根據(jù)Mermin-Wagner理論，由于熱擾動的影響，長程的鐵磁有序很難在二維材料中形成。但是，近期一系列二維層狀材料，比如Cr2Ge2Te6，CrI3以及VSe2等的長程鐵磁性被發(fā)現(xiàn)，掀起了層狀材料（層與層之間由范德瓦爾斯鍵連接）磁性研究的熱潮。然而到目前為止，對于非層狀鐵磁材料（原子之間由非范德瓦爾斯鍵連接）不斷變薄直至1個元胞左右厚度的磁性演化卻缺乏相關(guān)的研究。為探索二維非層狀材料的鐵磁行為，研究團隊生長出了不同厚度的Cr2Te3，并對其結(jié)構(gòu)、電輸運、磁性以及反常霍爾效應(yīng)等進行了詳細表征。研究表明，當(dāng)厚度大于12nm時，材料展示了與塊體類似的鐵磁行為，其TC僅隨厚度降低略有升高。然而，當(dāng)厚度降低至6個元胞厚度時（約7.1nm），Tc急劇上升至室溫附件，可高達280K，展示了與其他鐵磁材料TC隨厚度變化截然相反的規(guī)律。進一步通過理論計算，團隊發(fā)現(xiàn)Cr2Te3鐵磁居里溫度隨厚度的反常變化可能源于材料表面原子的重構(gòu)，使得表面原子間距離變短，鐵磁相互作用增強，該結(jié)論進一步獲得了X光衍射結(jié)果的佐證。本工作率先發(fā)現(xiàn)了鐵磁居里溫度隨厚度降低而急劇升高的反�，F(xiàn)象，為深入研究二維材料特別是非層狀二維材料的新奇物理性質(zhì)提供了范例。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的Nano. Lett.上（20,3130,2020）。該工作獲得科技部（2018YFE0103200，2018YFA0305700）、國家自然科學(xué)基金委（11934017，51772324，11921004，11574378）、中科院（QYZDB-SSW-SLH013，GJHZ1773）等的支持。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.cas.cn，以及http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.9b05128。（robin, 張底剪報）    （完）