Advanced Science:空气稳定二维铁磁新材料Ta3FeS6

近几年,二维材料由于其独特的界面结构,丰富的性质和广泛的应用前景而受到越来越多学者的关注。在其中,二维铁磁材料融合了电荷和自旋属性,为新型功能器件如二维自旋阀的实现提供了更大的发展空间。最近,二维铁磁性相继在卤化铬(CrX3, X=Cl, Br, I), Cr2Ge2Te6,和Fe3GeTe2体系中被发现。CrI3表现出有趣的场效应可调的二维磁性,大的层间隧道磁电阻效应和螺旋荧光特性。但是,目前所发现的二维磁性材料存在着空气稳定性差的问题。例如,在自然环境中,CrI3纳米片会在几分钟内分解,薄层Fe3GeTe2纳米片的磁性也只能维持几个小时。二维磁性材料空气稳定性差的问题严重制约着基础研究及应用的进展。鉴于此,探索具有高空气稳定性的二维铁磁材料对于二维本征磁性的研究和自旋电子学的应用具有十分重要的意义。

近日,华中科技大学翟天佑教授和韩俊波教授(共同通讯作者)合作报道了新型空气稳定的二维铁磁材料Ta3FeS6。通过金辅助剥离策略成功实现了Ta3FeS6二维薄层样品的制备。借助于低温微区极向磁光克尔系统,Ta3FeS6的二维铁磁性被证实,其具有强的克尔响应(48 mrad)。变温克尔测试证实了其居里温度为80 K。最为重要的是,经过四个月的空气耐久性测试后发现,Ta3FeS6二维纳米片具有非常优异的空气稳定性,其克尔信号可维持四个月不发生衰退。高空气稳定性和强磁晶各向异性的二维铁磁新材料Ta3FeS6为二维磁性和自旋器件的研究提供了理想的平台。相关论文以“Air-Stable 2D Intrinsic Ferromagnetic Ta3FeS6 with Four Months Durability”为题在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202001722)上。