中國粉體網(wǎng)訊 近日,，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室閆文盛副研究員,、孫治湖副研究員和劉慶華副研究員等利用同步輻射X射線吸收譜學(xué)(XAFS)技術(shù)在研究低維磁性材料的結(jié)構(gòu),、形貌和性能調(diào)控中取得重要進展,�,！睹绹瘜W(xué)會志》報道了他們的研究成果（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1150-1155,；J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10393-10398）,。
稀磁半導(dǎo)體具有奇異的光,、電和磁特性,，在未來的量子計算機及自旋電子學(xué)器件中有著廣泛應(yīng)用前景,，其磁性決定于磁性離子之間的磁相互作用，但磁性離子間固有的反鐵磁相互作用往往抑制了其磁性可調(diào)性,。針對這一科學(xué)難點問題,，他們從理論上提出通過形成量子點核殼結(jié)構(gòu)來抑制反鐵磁相互作用，進而調(diào)控鐵磁相互作用的方法,。實驗上,，他們在5 nm直徑的Co摻雜ZnO量子點外面包覆一層0.5 nm厚的半導(dǎo)體材料ZnS或Ag2S殼層以后,，成功地將Co離子之間的反鐵磁相互作用轉(zhuǎn)變成鐵磁相互作用。并利用同步輻射軟,、硬X射線吸收譜學(xué)技術(shù)等的一系列測量和理論分析,，證實了包覆ZnS或Ag2S殼層引起的Co 3d 能級在ZnO帶隙間位置的改變是導(dǎo)致量子點中磁性相互作用轉(zhuǎn)變的原因。該研究成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1150-1155,，審稿人認(rèn)為“這是一個在稀磁半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)有突破性的工作,。”
有效調(diào)控過渡金屬氧化物的光電磁學(xué)性質(zhì)將為下一代電磁學(xué)納米器件提供材料基礎(chǔ),。他們利用低溫模板生長法得到了半晶胞厚度的a-Fe2O3納米片材料,，實現(xiàn)了反鐵磁性-鐵磁性相互作用的轉(zhuǎn)變。該材料在100 K低溫下具有0.6的高飽和磁矩,，且鐵磁性能延續(xù)到室溫,。通過同步輻射XAFS結(jié)合其它結(jié)構(gòu)表征手段，揭示出這種磁相互作用轉(zhuǎn)變是來源于納米片表面結(jié)構(gòu)弛豫帶來的結(jié)構(gòu)簡并性的破壞,。該研究成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10393-10398,，審稿人認(rèn)為“這是一個激動人心的結(jié)果，在材料制備方法和實現(xiàn)過渡金屬氧化物室溫鐵磁性兩方面具有重要意義,�,！�
以上研究工作極大地豐富了人們在磁性材料的形貌、微結(jié)構(gòu),、性質(zhì)之間相互依賴性的認(rèn)識,，提供了形成低維磁性納米材料而突破現(xiàn)有傳統(tǒng)材料的物理限制，進而調(diào)控它們最終的電,、磁性能的新思路,。該項研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目和科技部“973”項目等基金的資助。
稀磁半導(dǎo)體具有奇異的光,、電和磁特性,，在未來的量子計算機及自旋電子學(xué)器件中有著廣泛應(yīng)用前景,，其磁性決定于磁性離子之間的磁相互作用，但磁性離子間固有的反鐵磁相互作用往往抑制了其磁性可調(diào)性,。針對這一科學(xué)難點問題,，他們從理論上提出通過形成量子點核殼結(jié)構(gòu)來抑制反鐵磁相互作用，進而調(diào)控鐵磁相互作用的方法,。實驗上,，他們在5 nm直徑的Co摻雜ZnO量子點外面包覆一層0.5 nm厚的半導(dǎo)體材料ZnS或Ag2S殼層以后,，成功地將Co離子之間的反鐵磁相互作用轉(zhuǎn)變成鐵磁相互作用。并利用同步輻射軟,、硬X射線吸收譜學(xué)技術(shù)等的一系列測量和理論分析,，證實了包覆ZnS或Ag2S殼層引起的Co 3d 能級在ZnO帶隙間位置的改變是導(dǎo)致量子點中磁性相互作用轉(zhuǎn)變的原因。該研究成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1150-1155,，審稿人認(rèn)為“這是一個在稀磁半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)有突破性的工作,。”
有效調(diào)控過渡金屬氧化物的光電磁學(xué)性質(zhì)將為下一代電磁學(xué)納米器件提供材料基礎(chǔ),。他們利用低溫模板生長法得到了半晶胞厚度的a-Fe2O3納米片材料,，實現(xiàn)了反鐵磁性-鐵磁性相互作用的轉(zhuǎn)變。該材料在100 K低溫下具有0.6的高飽和磁矩,，且鐵磁性能延續(xù)到室溫,。通過同步輻射XAFS結(jié)合其它結(jié)構(gòu)表征手段，揭示出這種磁相互作用轉(zhuǎn)變是來源于納米片表面結(jié)構(gòu)弛豫帶來的結(jié)構(gòu)簡并性的破壞,。該研究成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10393-10398,，審稿人認(rèn)為“這是一個激動人心的結(jié)果，在材料制備方法和實現(xiàn)過渡金屬氧化物室溫鐵磁性兩方面具有重要意義,�,！�
以上研究工作極大地豐富了人們在磁性材料的形貌、微結(jié)構(gòu),、性質(zhì)之間相互依賴性的認(rèn)識,，提供了形成低維磁性納米材料而突破現(xiàn)有傳統(tǒng)材料的物理限制，進而調(diào)控它們最終的電,、磁性能的新思路,。該項研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目和科技部“973”項目等基金的資助。
