何军课题组二维磁性半导体研究取得新进展

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近日，Advanced Materials（《先进材料》）期刊在线发表了物理科学与技术学院何军教授课题组有关二维磁性半导体的最新研究成果。文章题目为“Phase Engineering of Two-Dimensional Spinel-Type Manganese Oxides”。物理科学与技术学院为文章第一署名单位，2022级博士研究生冯小强为文章第一作者，何军教授为文章通讯作者。该工作受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
        二维铁磁有序，长期以来根据Mermin-Wagner定理被认为很难存在，已经在一些二维磁性晶体中观察到，如CrI3，Cr2Ge2Te6，CrSe2和CrTe2，打开了探索磁传感和信息存储等新应用的大门。目前，大多数研究都集中在层状范德华磁性材料上，这种材料稳定性差，种类稀少。尖晶石氧化物具有良好的环境稳定性和丰富的磁性能。然而，各向同性键和紧密排列的非层状晶体结构使其二维生长具有挑战性，更不用说相工程了。因此，迫切需要一种简便的方法来实现二维非层状铁磁半导体的相可控制备。

       在这里，我们首次报道了二维单晶尖晶石型金属氧化物的相控合成，并进一步证明了其铁磁性和半导体性质。(1) 为了突破上述限制，我们首次开发了一种范德华外延策略来合成相可控的高质量Mn3O4纳米片，所获得的四边形和六边形Mn3O4纳米片的厚度可以分别降低到7.1 nm和一个单胞厚度 (0.7 nm)。本文还首次系统地研究了相相关的微观结构和拉曼散射。(2) 磁性测量和理论计算揭示了一种典型的铁磁性半导体，表明二维Mn3O4在磁存储技术方面的潜力。(3) 得益于其超薄的几何结构，二维Mn3O4纳米片具有优异的紫外探测性能，具有0.126 pA/Hz1/2的超低噪声功率密度、良好的探测比和快速的响应时间，优于其他大多数已报道的一维和二维紫外光电探测器。更重要的是，这种通用而简便的方法将对其他可调材料体系的相工程产生启发。
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202304118
       文章来源：武汉大学
       何军，武汉大学物理科学与技术学院教授（二级），国家杰出青年基金获得者、科技部重大研发计划首席科学家、中组部 “万人计划”中青年科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才。研究方向及成果：1)新型低维半导体物理性质研究； 2)基于新型低维半导体材料新原理、新结构的电子器件设计与制造；3)基于新型二维半导体材料及其异质结的下一代电子、光电子器件及其硅基集成研究。何军教授长期从事低维半导体材料及其器件应用研究。已发表SCI研究论文200多篇，其中包括Nature Electronics、Nature Communications、Science Advances、Chemical Society Review、Nano Letters、Advance Materials、ACS Nano等影响因子大于10的通讯作者论文50余篇，论文引用超过6000次。现任Science Bulletin副主编，Elsevier旗下Materials Today Chemistry副主编，Elsevier旗下FlatChem编委，《自然》集团旗下杂志npj 2D materials and applications编委，英国物理学会IOP旗下Nanotechnology和Nano Futures编委。