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新二维材料——二硫化钒的磁特性
[发布日期:2018-08-28  点击次数:286]

奥尔胡斯大学的物理学家们成功制备出了一种新的二维材料二硫化钒,这种新材料的电子结构,以及可能的电荷密度波相和磁序,仍然有待探索。

得益于一组丹麦和意大利的研究人员,一种新的二维(2D)材料已经成为现实。

在奥尔胡斯大学的物理学家们的指导下,这项研究成功地完成了对单层二硫化钒(VS2)的首次实验实现和结构检测。已被报道在7月24日期号的杂志2D Materials上。

VS2属于一组被称为过渡金属二硫化物(TMDs)的化合物。其中的一些可以采用从原子薄的晶体薄片中分离出来的层状晶体结构。单原子层晶体的电子特性与分层的大块晶体有显著的不同。

该研究的第一作者,奥尔胡斯大学的Charlotte Sanders博士阐明了这项新发现的意义:“理论研究表明,单层VS2可能会表现出非常有趣的物理现象,包括磁性和强相关性。它也可以承载电荷密度波的状态,就像大块VS2一样。然而,制造VS2是困难的,并且单层VS2在此之前还从未成功完成过。”

“事实上,单层材料的磁性直到最近才被观察到,而且仍然相当罕见。因此,这种材料具有磁性的可能性十分令人兴奋。”

为了制出单层VS2,科学家们在室温下将钒蒸发到一个洁净的金表面。接着,他们在含硫分子存在的条件下加热样品,这些分子与钒发生反应,从而产生VS2。研究小组利用扫描隧道显微镜、低能电子衍射和X射线光电子能谱计算了样品的性质。

值得注意的是,该团队还发现了一种新的、无法预测的钒硫化物化合物。理论上讲(虽然不是在实践中),许多二维材料,可以从大块层状晶体中获取。然而,没有任何一种三维材料具有和这些新化合物类似的晶体结构和化学计量,而这类新化合物是在单层VS2通过加热并耗尽硫时产生的。

考虑到相关钒化合物可能的磁性,这种新材料可能是二维磁性材料另一候选。

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