美國科學家開發了一種世界上最薄的二維磁性材料，這一突破可能為(wei) 計算和電子領域帶來令人興(xing) 奮的新可能性。這種磁鐵隻有一個(ge) 原子的厚度，與(yu) 以前開發的類似材料不同，它能夠在室溫下工作，除其他應用外，它可以使數據以更高的密度存儲(chu) 。

　　識別具有磁性的二維材料是科學家以前取得的成就。2017年，他們(men) 關(guan) 注了對一種名為(wei) 三碘化鉻的鐵磁性材料的研究，科學家發現這種材料可以被削成一個(ge) 原子厚的單層，同時保持其磁性。

　　美國勞倫(lun) 斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的科學家們(men) 一直在努力解決(jue) 以前開發的這種二維磁體(ti) 的一個(ge) 缺點，即在室溫下的不穩定性，導致它們(men) 失去磁性。迄今為(wei) 止，這限製了該技術的實用性，但研究人員現在已經找到了一條有希望的前進道路。

　　“最先進的二維磁體(ti) 需要非常低的溫度才能發揮作用，”資深作者姚傑（音譯）解釋說。“但由於(yu) 實際原因，數據中心需要在室溫下運行。我們(men) 的二維磁體(ti) 不僅(jin) 是第一個(ge) 在室溫或更高溫度下運行的磁體(ti) ，而且也是第一個(ge) 達到真正二維極限的磁體(ti) ：它像一個(ge) 單原子一樣薄！”

　　科學家們(men) 從(cong) 氧化石墨烯、鋅和鈷的混合物開始，在實驗室中進行烘烤，變成了一層遍布鈷原子的氧化鋅。這層厚度僅(jin) 為(wei) 一個(ge) 原子，被夾在兩(liang) 層石墨烯之間，然後將其燒掉，留下一層磁性的二維薄膜。

　　通過後續實驗，研究小組發現可以通過改變材料中鈷的含量來調整磁性。濃度為(wei) 5%或6%的鈷原子會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 相對較弱的磁體(ti) ，而將濃度提高到12%會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 非常強的磁體(ti) 。將濃度提高到15%，就會(hui) 出現科學家們(men) 所說的 "frustration "的量子狀態，在這種狀態下，材料中相互衝(chong) 突的磁態會(hui) 相互競爭(zheng) 。

　　至關(guan) 重要的是，研究小組發現，與(yu) 早期的二維磁體(ti) 不同，這種材料不僅(jin) 在室溫下，而且在高達100℃的溫度下都能保持其磁力特性。

　　"與(yu) 以前的二維磁體(ti) 相比，我們(men) 的二維磁體(ti) 係統顯示出一種獨特的機製，"研究作者陳銳（音譯）說。"而且我們(men) 認為(wei) 這種獨特的機製是由於(yu) 氧化鋅中的自由電子造成的。"

　　該團隊的二維磁體(ti) 的厚度隻有一張紙的百萬(wan) 分之一，可以彎曲成幾乎任何形狀。該技術的一個(ge) 有前途的應用在於(yu) 數據存儲(chu) 。今天使用的存儲(chu) 設備依賴於(yu) 非常薄的磁性薄膜，但仍然是三維的，測量起來有數百或數千個(ge) 原子厚。更薄的磁體(ti) ，特別是隻有一個(ge) 原子厚的磁體(ti) ，將使數據能夠以更高的密度存儲(chu) 。

　　這種材料通過允許觀察單個(ge) 磁性原子和它們(men) 之間的相互作用，還能在量子物理學領域實現新的研究模式。另一種可能性涉及自旋電子學領域，其中電子的自旋而不是其電荷將被用於(yu) 存儲(chu) 和操縱數據，科學家們(men) 想象二維磁體(ti) 可以構成一個(ge) 促進這些過程的緊湊設備的一部分。

　　研究共同作者Robert Birgeneau說：“我相信，在室溫下發現這種新的、堅固的、真正的二維磁體(ti) 是一個(ge) 真正的突破。”

　　這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。

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