二维材料交换能确定新方法

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，诸如铁、钴和镍等金属在室温下具有磁性，因为它们的电子自旋是平行的排列——只有在非常高的温度下，这些材料才会失去其磁性。

由巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所的理查德·沃伯顿教授领导的研究人员表明，二硫化钼在某些条件下也表现出铁磁性。当该材料处于低温和外部磁场中时，其中的电子自旋都指向同一方向。

在他们最新发表在《物理评论快报》上的研究中，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”很重要，因为它描述了铁磁性的稳定性。

侦探工作得出了简单解决方案

“我们使用激光激发二硫化钼，并分析其发射的光谱线，”该研究的主要作者纳丁·莱斯冈博士解释说。由于每条光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光谱线之间的分离来确定交换能。他们发现，在二硫化钼中，这种能量仅比铁小约10倍——这表明该材料的铁磁性非常稳定。

“尽管这个解决方案看似简单，但正确地分配光谱线却需要相当大的侦探工作，”沃伯顿说。

二维材料

二维材料在材料研究中发挥着关键作用，这要归功于其特殊的物理特性，这些特性是量子力学效应的结果。它们还可以堆叠成“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。这些层通过较弱的范德华力结合在一起，并因其独特的特性而在电子学和光电子学领域受到关注。了解它们的电学和光学特性对于将它们应用于未来技术至关重要。