研究揭示了一种令人惊讶的简单方法可用于确定二维材料中的交换能

巴塞尔大学的研究人员研究了如何更好地理解二维半导体二硫化钼中电子的铁磁特性。他们揭示了一种测量翻转电子自旋所需能量的出奇简单的方法。

铁磁性是一种重要的物理现象，在许多技术中发挥着关键作用。众所周知，铁、钴和镍等金属在室温下具有磁性，因为它们的电子自旋平行排列——只有在极高的温度下，这些材料才会失去磁性。

巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所理查德·沃伯顿教授领导的研究人员发现，二硫化钼在某些条件下也表现出铁磁性。当受到低温和外部磁场的作用时作用时，这种材料中的电子自旋全部指向同一方向。

在他们发表在《物理评论快报》上的最新研究中，研究人员确定了在这种铁磁状态下翻转单个电子自旋需要多少能量。这种交换能量很重要，因为它描述了铁磁性的稳定性。

侦查工作找到了一个简单的解决方案

“我们用激光激发二硫化钼，并分析其发射的谱线，”这项研究的主要作者NadineLeisgang博士解释说。考虑到每条谱线都对应特定的波长和能量，研究人员能够通过测量特定谱线之间的间隔来确定交换能量。

他们发现，在二硫化钼中，这种能量仅比铁中的能量小10倍左右，这表明该材料的铁磁性高度稳定。

沃伯顿说：“尽管解决方案看起来很简单，但需要大量的侦查工作才能正确分配谱线。”

二维材料

二维材料因其特殊的物理性质而在材料研究中发挥着关键作用，这些物理性质是量子力学效应的结果。它们还可以堆叠形成范德华异质结构。

在本研究中看到的例子中，二硫化钼层被六方氮化硼和石墨烯包围。这些层由弱范德华键结合在一起，由于其独特的性质，在电子和光电子领域引起了人们的兴趣。了解它们的电气和光学特性对于将它们应用于未来技术至关重要。

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