近来,中国科学技能大学国家同步辐射试验室闫文盛副研讨员、孙治湖副研讨员和刘庆华副研讨员等使用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技能在研讨低维磁性资料的结构、描摹和功能调控中获得重要发展。《美国化学会志》报导了他们的研讨成果(J.Am.Chem.Soc.2014,136,1150-1155;J.Am.Chem.Soc.2014,136,10393-10398)。
稀磁半导体具有奇特的光、电和磁特性,在未来的量子计算机及自旋电子学器材中存在广泛应用远景,其磁性决定于磁性离子之间的磁彼此作用,但磁性离子间固有的反铁磁彼此作用往往按捺了其磁性可调性。针对这一科学难点问题,他们从理论上提出经过构成量子点核壳结构来按捺反铁磁彼此作用,从而调控铁磁彼此作用的办法。试验上,他们在5nm直径的Co掺杂ZnO量子点外面包覆一层0.5nm厚的半导体资料ZnS或Ag2S壳层今后,成功地将Co离子之间的反铁磁彼此作用改变成铁磁彼此作用。并使用同步辐射软、硬X射线吸收谱学技能等的一系列丈量和理论剖析,证明了包覆ZnS或Ag2S壳层引起的Co3d能级在ZnO带隙间方位的改动是导致量子点中磁性彼此作用改变的原因。该研讨成果发表于J.Am.Chem.Soc.2014,136,1150-1155,审稿人以为“这是一个在稀磁半导体范畴内有打破性的作业。”
有用调控过渡金属氧化物的光电磁学性质将为下一代电磁学纳米器材供给资料根底。他们使用低温模板生长法得到了半晶胞厚度的a-Fe纳米片资料,完成了反铁磁性-铁磁性彼此作用的改变。该资料在100K低温下具有0.6
的高饱满磁矩,且铁磁功能延续到室温。经过同步辐射XAFS结合其它结构表征手法,提醒出这种磁彼此作用改变是来源于纳米片外表结构弛豫带来的结构简并性的损坏。该研讨成果发表于J.Am.Chem.Soc.2014,136,10393-10398,审稿人以为“这是一个激动人心的成果,在资料制备办法和完成过渡金属氧化物室温铁磁性两方面具有极端重大意义。”
以上研讨作业极大地丰厚了人们在磁性资料的描摹、微结构、性质之间彼此依赖性的知道,供给了构成低维磁性纳米资料而打破现有传统资料的物理约束,从而调控它们终究的电、磁功能的新思路。该项研讨得到国家自然科学基金重点项目和科技部“973”项目等基金的赞助。