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自旋電子器件利用電子的自旋自由度傳遞信息，在數據存儲和信息處理方面具有高處理速度和小功耗的優(yōu)勢，與傳統半導體器件相比具有更大的潛力和優(yōu)勢。減小自旋電子器件尺寸以增加密度集成和降低數據存儲成本的需求加速了納米級鐵磁體系的發(fā)展。然而，納米結構中的大部分磁矩由于尺寸效應而不能穩定存在，納米磁矩之間交換耦合的交換機理仍不清楚。因此，制備穩定的二維鐵磁體系對研究二維自旋電子器件至關(guān)重要。

近日，中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室利用高質(zhì)量的單層石墨烯介導耦合鐵磁鎳納米島，實(shí)現了大面積全局二維鐵磁體系的制備。輸運測試及磁學(xué)性能測試證明了鎳納米島/石墨烯體系具有鐵磁性，存在反?；魻栃?，其居里溫度約為80 K（如圖）。X-射線(xiàn)磁圓二色性（XMCD）測試和密度泛函計算（DFT）進(jìn)一步表明了石墨烯是鐵磁性的，且在石墨烯和鎳納米島之間存在反鐵磁耦合。該人工制備的鎳納米島/石墨烯鐵磁體系為研究復雜的納米尺度電子關(guān)聯(lián)和磁矩耦合機制提供了途徑。7月23日，相關(guān)研究成果以Graphene-mediated ferromagnetic coupling in the nickel nano-islands/graphene hybrid為題，發(fā)表在Science Advances上。

研究工作得到國家科技重大專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計劃、中科院戰略性先導科技專(zhuān)項、上海市學(xué)術(shù)/技術(shù)帶頭人計劃等的支持。