| 2D 그래핀의 실온 강자성 달성 | ||
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  중국과학기술대학 국가싱크로트론방사선실험실 Yan Wensheng(閆文盛) 연구팀은 Sun Zhihu(孫治湖) 부연구원과 공동으로 자성 금속 원자의 정확하고 제어가능한 도핑 전략을 통해 2D 그래핀의 실온 강자성을 달성했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 "Nature-Communication"에 게재되었다. 그래핀은 독특한 역학적 및 전기적 특성을 보유한 "마술 재료"로 불리우며 차세대 스핀 전자학 응용에서 유망한 재료이다. 그래핀에서 안정적인 실온 강자성을 유도하는 방법은 그래핀 기반 스핀 전자소자 제조에서 직면한 주요 어려움이다. 기존에 그래핀에서 강자성 질서를 달성하기 위해 다양한 방법을 시도했지만, 획득한 자기 모멘트는 종종 상대적으로 약하고 불안정하며 강자성 질서는 실온에서 유지할 수 없다. 연구팀은 기존의 자성 조절 연구를 기반으로 정확하고 제어가능한 자성 전이 금속 도핑이 해당 문제점에 대한 효과적인 해결책이라고 판단했다. 전이 금속 원자를 그래핀 격자에 매립하는 거대한 장벽을 극복하기 위해, 공동 도핑 질소 원자의 도움으로 코발트 원자를 그래핀 격자에 고정시켜 그래핀에서 실온 강자성을 활성화시켰다. 연구팀은 2단계 함침-열분해 방법을 이용하여 질소 원자의 도움으로 코발트 원자를 그래핀 격자에 도핑하였다. 샘플의 실온에서의 포화자화 강도는 0.11emu/g이고, 퀴리 온도는 400K이다. 싱크로트론 방사선 연질 및 경질 X선 분광 기술과 다양한 X선 분광 분석 방법을 통해 샘플 중의 코발트가 평면사변형 코발트 테트라니트라이드(Cobalt tetranitride) 구조 유닛 원자급으로 그래핀 격자에 분산되어 있음을 입증하고 자성이 코발트 관련 두번째 상에서 비롯될 가능성을 배제하였다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/202104/t20210406_4783698.shtml |
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