二维磁性材料专题编者按

摘要

当前,尽管集成电路制造工艺不断提高,但由于器件的不断缩小,受到量子效应的限制,业界遇到了可靠性低、功耗大等瓶颈,微电子行业延续了近50年的“摩尔定律”将难以持续.因此,寻求从材料到系统的各个层面探究突破集成电路性能瓶颈的方案是亟待解决的关键科学问题.自旋电子学有望突破上述瓶颈,已成为后摩尔时代集成电路领域的关键技术之一.1988年巨磁阻效应的发现标志着自旋电子学的诞生,并带来了信息存储领域的快速发展.由于在自旋电子学领域的杰出贡献,艾尔伯-费尔和皮特-葛伦伯格两位教授荣获2007年诺贝尔物理学奖.磁性材料是自旋电子器件的基础,不同于传统磁性薄膜,二维磁性材料的出现和其优势为传感、存储、电子及医学等诸多领域打开了新的局面,受到国内外的广泛关注.二维磁性材料其特点在于以层状的形式存在,通过范德瓦耳斯力即分子间作用力堆叠在一起,层内原子以化学键进行连接,在原子级厚度下依然在磁学、电学、力学、光学等方面保持新奇的物理和化学特性.进一步地,通过较弱的范德瓦耳斯相互作用与相邻层结合,使得匹配度不同的原子层结合成为可能,进而创建多种范德瓦耳斯异质结构,摆脱晶格匹配和兼容性的限制,从而为实现具有电路微型化、力学柔韧性、三维堆叠高密度、响应速率快和高开关比性能的磁传感器和非易失随机存储器等新型自旋电子学器件提供了新的契机.