量子效应释放出新的磁性

一项研究扩大了铁磁性材料的范围，包括二硫化钼，表明它在某些条件下可以表现出与铁相似的性质。这包括测量改变其电子自旋所需的能量，强调其潜在的稳定性和实用性。

铁磁性是一种重要的物理现象，在许多技术中起着关键作用。众所周知，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排列的 —— 只有在非常高的温度下，这些材料才会失去磁性。

发现新的铁磁特性

由物理系和巴塞尔大学瑞士纳米科学研究所的理查德·沃伯顿（Richard Warburton)教授领导的研究人员已经证明，在某些条件下，二硫化钼也表现出铁磁性。当受到低温和外部磁场的影响时，这种材料中的电子自旋都指向同一个方向。

在他们发表在《物理评论快报》杂志上的最新研究中，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。

侦探工作产生了一个简单的解决方案

“我们用激光激发二硫化钼，并分析了它发出的光谱线，”该研究的主要作者纳丁·雷刚博士解释说。考虑到每条光谱线对应于特定的波长和能量，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量。他们发现，在二硫化钼中，这种能量只比铁中的能量小10倍左右，这表明这种材料的铁磁性是高度稳定的。

“虽然解决方案看起来很简单，但要正确分配光谱线需要大量的探测工作，”沃伯顿说。

现代技术中的二维材料

二维材料由于其特殊的物理性质而在材料研究中发挥着关键作用，这些物理性质是量子力学效应的结果。它们也可以堆叠形成“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。这些层由弱范德华键结合在一起，由于其独特的性质，在电子学和光电子学领域引起了人们的兴趣。为了将它们应用到未来的技术中，了解它们的电学和光学特性至关重要。

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