磁性二維材料的案例
Nature重大突破：復(fù)旦大學(xué)發(fā)現(xiàn)一種新型二維材料！
個人分類： 科研編輯
**鏈接：**http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html
自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，對二維材料的研究開始進入科學(xué)家的視野。迄今為止，科研人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了包括絕緣體、半導(dǎo)體、金屬等至少幾十種性質(zhì)截然不同的二維材料。日前，復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系張遠波教授團隊在二維磁性材料領(lǐng)域取得重大突破——發(fā)現(xiàn)了一種新型的磁性二維材料Fe3GeTe2，為研究二維巡游磁性提供了一個全新的理想體系。此外，通過鋰離子插層調(diào)控，研究團隊在Fe3GeTe2薄層中獲得了室溫以上的鐵磁轉(zhuǎn)變溫度，為未來基于這種材料研發(fā)超高密度、柵壓可調(diào)且室溫可用的磁電子學(xué)器件提供了新的可能性。
10月22日（倫敦時間），該研究以《二維鐵鍺碲中柵壓調(diào)控的室溫鐵磁性》
（“Gate-tunable Room-temperature Ferromagnetism in Two-dimensional Fe3GeTe2”）為題發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）。復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授張遠波為論文通訊作者，物理學(xué)系2016級博士生鄧雨君、博士后於逸駿為論文的共同第一作者。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0626-9
伴隨著單原子層的石墨材料——石墨烯被成功分離出來，二維材料的概念被正式提出來。僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。作為二維材料的石墨烯，與之對應(yīng)的母體材料就是石墨，即二維材料依靠層間范德瓦爾斯相互作用堆積而成的層狀材料。自上世紀70年代起，層狀材料就由于電荷密度波、超導(dǎo)、鋰電池等領(lǐng)域的研究頗受關(guān)注。把層狀材料中的最小單元——一個單層——制備出來進行研究，就好比我們打開一本書仔細研讀其中的某一頁。
展開 Nature重大突破：復(fù)旦大學(xué)發(fā)現(xiàn)一種新型二維材料！
d：Fe3GeTe2薄層的室溫磁性。
據(jù)張遠波介紹，本次研究發(fā)現(xiàn)的新型的磁性二維材料Fe3GeTe2，將為科學(xué)家們未來基于這種材料研發(fā)超高密度、柵壓可調(diào)且室溫可用的磁電子學(xué)器件提供一種可能，而新發(fā)現(xiàn)的二維材料解理方法將為未來二維材料的研究拓展新思路。
“基礎(chǔ)研究并不是以應(yīng)用為導(dǎo)向，而是探索各種可能性。新的材料、新的物性，都是我們研究的出發(fā)點?！睆堖h波說。對研究團隊而言，未來還有著更多的可能性等待他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、探索。
綜合自復(fù)旦大學(xué)
2026寧波國際電機與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會|開幕倒計時7天！
202
由浙江省電機行業(yè)協(xié)會指導(dǎo)、寧波市磁性材料商會主辦、浙江省電氣行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的“2026寧波國際電機與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會議展覽中心1號館(寧波市鄞州區(qū)會展路181號)舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術(shù)博覽會”。
本次博覽會將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設(shè)備、電機、磁性材料、工業(yè)部件/基礎(chǔ)件、軸承、壓鑄與鑄造及相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備。寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
展開 納米四氧化三鐵磁性材料的應(yīng)用
二，納米四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）的應(yīng)用
當粒子的尺寸降至納米量級時, 由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等的影響, 使其具有不同于常規(guī)體相材料的特殊的磁性質(zhì)。這也使其在工業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著特殊的應(yīng)用。
1.生物醫(yī)藥
磁性高分子微球(也稱免疫磁性微球) 是一種由磁性納米顆粒和高分子骨架材料制備而成的生物醫(yī)用材料, 其中的高分子材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚乙烯、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明膠、白蛋白、乙基纖維素等, 骨架材料主要是具有磁性的無機材料。而四氧化三鐵因具有物料性質(zhì)穩(wěn)定、與生物相容性較好、強度較高, 且無毒副作用等特點, 而被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)藥的多個領(lǐng)域, 如磁共振成像、磁分離、靶向藥物載體、腫瘤熱療技術(shù)、細胞標記和分離 以及作為增強顯影劑、造影劑的研究、視網(wǎng)膜脫離的修復(fù)手術(shù)等。
2.磁性液體(VK-EF01W,VK-EF02W液體)
磁性液體是一種新型功能材料, 它是將眾多的納米級的鐵磁性或亞鐵磁性微粒高度彌散于液態(tài)載液中而構(gòu)成的一種高穩(wěn)定的膠體溶液, 微粒與載液通過表面活性劑混成的這種磁性液體即使在重力場、電場、磁場作用下也能長期穩(wěn)定地存在, 不產(chǎn)生沉淀與分離。目前, 磁性流體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于選礦技術(shù)、精密研磨、磁性液體阻尼裝置、磁性液體密封、磁性液體軸承、磁性液體印刷、磁性液體潤滑、磁性液體燃料、磁性液體染料、磁性液體速度傳感器和加速度傳感器、磁性液體變頻器、磁性液體陀螺儀、水下低頻聲波發(fā)生器、用于移位寄存器顯示等。
3.催化劑載體
四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）顆粒在很多工業(yè)反應(yīng)中被用作催化劑, 如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高溫水氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)和天然氣的去硫反應(yīng)等。
展開 
磁性材料的居里溫度與工作溫度
居里溫度
（Curie temperature，Tc）又作居里點（Curie point）或磁性轉(zhuǎn)變點。是指磁性材料中自發(fā)磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點。低于居里點溫度時該物質(zhì)成為鐵磁體，此時和材料有關(guān)的磁場很難改變。當溫度高于居里點時，該物質(zhì)成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。
更通俗講，鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫?em>磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
居里溫度是由居里夫人的丈夫皮埃爾?居里發(fā)現(xiàn)的。
居里溫度代表著磁性材料的理論工作溫度極限，居里溫度的大小由物質(zhì)的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)決定，例如鐵的居里溫度約770℃，鈷的居里溫度約1131℃。
工作溫度與居里溫度的關(guān)系：居里溫度越高，材料的工作溫度也相對越高，并且溫度穩(wěn)定性更好。
磁體的最高使用溫度取決于其本身的磁性能和工作點的選取。對同一磁鐵而言，工作磁路越閉合，磁體的最高使用溫度就越高，磁鐵的性能就越穩(wěn)定。所以磁鐵的最高使用溫度并不是一個確定的值，而是隨著磁路的閉合程度而變化。
以上是對居里溫度概念的介紹，生活中利用居里溫度原理的地方也不少，其中家用電飯煲就是利用居里溫度實現(xiàn)自動跳檔的。
展開 在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
結(jié)束語
在這篇文章中，我們討論了可用于模擬非線性磁性材料的各種材料模型。我們還詳細介紹了有效非線性磁曲線計算器仿真App，并解釋了如何利用這個 App 生成循環(huán)平均有效 H-B/B-H 曲線，用于磁性設(shè)備的頻域仿真。最后，我們使用三種不同類型的材料模型（B-H/H-B 曲線、有效 H-B/B-H 曲線和線性材料）演示了一個示例，并對結(jié)果進行了比較。
本文來自： COMSOL 博客
寧波市磁性材料商會上半年活動動態(tài)
寧波市磁性材料商會成立于2013年，現(xiàn)有會員單位200余家，覆蓋稀土原料到終端應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。會長單位實行輪值制，由寧波科寧達工業(yè)有限公司、寧波復(fù)能稀土新材料股份有限公司輪流當值。
商會自成立以來，在上級主管部門和監(jiān)管部門的指導(dǎo)下，積極引導(dǎo)企業(yè)聚焦行業(yè)發(fā)展、開創(chuàng)科技創(chuàng)新、開拓奮進的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，圍繞“服務(wù)企業(yè)、服務(wù)行業(yè)、服務(wù)政府、服務(wù)社會”的四服宗旨，充分發(fā)揮商會的參謀助手、橋梁紐帶、組織協(xié)調(diào)作等作用，不斷開創(chuàng)工作的新局面。
飽和磁性材料的DC-DC轉(zhuǎn)換器的3D EM和電路協(xié)同仿真CST
部分飽和磁性材料的建模
在升壓轉(zhuǎn)換器的實際應(yīng)用中，當功率電感器受到高直流輸入電流時，磁性材料會達到飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致其相對磁導(dǎo)率發(fā)生變化。
磁性材料在仿真中的飽和效應(yīng)用初始磁化強度 B-H 曲線的非線性行為來描述。B-H 曲線信息可以從組件供應(yīng)商處獲得，也可以使用分析公式進行描述。在本博客中，我們將材料定義與分析公式結(jié)合使用，該公式可在 CST Studio Suite 的 VBA 宏 –> 材料 –>創(chuàng)建分析軟磁 B （H） 下訪問。此宏的界面如圖 7 所示。
此宏僅在低頻 CST Studio Suite 項目中可見。因此，如果您當前的 CST Studio Suite 項目是高頻 （HF） 類型，請確保切換到低頻項目類型。
初始磁導(dǎo)率、飽和磁化強度和調(diào)整參數(shù)值是主要的材料輸入定義，它們會自動創(chuàng)建為參數(shù)并列在參數(shù)列表窗口中。調(diào)整參數(shù)值控制飽和區(qū)域中 B-H 曲線的斜率，默認情況下，該值為 2。如果使用 B-H 曲線的已知點，則會根據(jù)該點自動計算調(diào)整參數(shù)值。
圖 7.分析軟磁 B （H） 定義
對于這個特定示例，初始磁導(dǎo)率為 125。由于沒有進一步的材料信息可用，因此調(diào)諧參數(shù)和飽和磁化強度最初使用其默認值定義。這兩個參數(shù)根據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)表中的 DC 飽和電流信息進行調(diào)整，從而使初始電感值降低 20%。電感值使用靜磁 （MS） 求解器進行評估。MS 求解器計算電感值，視在電感矩陣和增量電感矩陣。由于磁性材料的非線性，電感值是從增量電感矩陣中獲得的。
在圖 8 中，我們說明了電感體磁導(dǎo)率的三種不同空間分布。首先，在低直流電流幅度下，在沒有飽和的情況下，我們可以清楚地看到初始磁導(dǎo)率均勻分布在電感體上。隨著直流電流的增加，在本例中約為2.8 A，磁性材料部分飽和，我們可以觀察到磁導(dǎo)率降低，主要是在線圈的中心。
展開 磁性納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)好前景
近年來隨著一系列新技術(shù)、新材料的發(fā)展，特別是發(fā)達國家在準靜態(tài)中型和微型磁體制造技術(shù)，以及準靜態(tài)微型磁探測傳感器技術(shù)上的突破，國際上再次掀起了一場準靜態(tài)磁場研究熱潮。
會議執(zhí)行主席、中國人民解放軍總醫(yī)院梁萍教授在《準靜態(tài)磁場研究與醫(yī)學(xué)科技前沿問題》的報告中指出，磁性納米材料由于獨特而優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著多種用途。利用其磁響應(yīng)特性，磁性納米材料可用于藥物載體、磁性分離和細胞的分選，目前發(fā)展較快的包括靶向熱療、靶向藥物載體和磁共振造影劑等。
如何有選擇地殺死腫瘤細胞，而對正常機體組織不造成損傷是科學(xué)家們多年來一直追求的目標。靶向熱療是一種利用物理能量在人體組織中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，并根據(jù)腫瘤細胞和正常細胞對熱的敏感性不同而殺死腫瘤細胞的一種方法。將磁性納米材料注射到腫瘤組織，在體外交變磁場的作用下，產(chǎn)生熱量并均勻釋放給腫瘤組織。由于腫瘤組織中血液供給不足，使得腫瘤細胞中熱量擴散較慢，導(dǎo)致局部溫度升高從而實現(xiàn)殺死腫瘤細胞的目的。
利用磁性納米材料顆粒制造靶向輸送的醫(yī)療藥物，是目前醫(yī)藥學(xué)研究的熱點。納米級的容器鋼磁性顆粒的粒徑比毛細血管通路還要小1～2個數(shù)量級，用其作為定向載體，通過磁性導(dǎo)向系統(tǒng)控制，可將藥物靶向輸送到病變部位釋放，有利于提高療效，達到定向治療的目的，并有助降低藥物對正常細胞的傷害。動物實驗證實，載藥磁性納米顆粒具有高效、低毒、高滯留性的特點。
磁共振成像技術(shù)是一項正在被廣泛應(yīng)用的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，造影劑可以增強對比信號差異，提高成像對比度和清晰度，從而清楚地顯示體內(nèi)器官或組織的功能狀態(tài)，有效檢測出正常組織與病變組織的成像差異。但目前常用的部分造影劑存在體內(nèi)分布沒有特異性，在必要的時間不能維持一定的濃度等問題。研究人員開發(fā)的一種超順磁性氧化鐵新型造影劑，具有靶向性好，血循環(huán)半衰期長，體內(nèi)組織特異性高等特點。
展開 東芝開發(fā)新型磁性材料 可提高電機能量轉(zhuǎn)換效率
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，東芝公司開發(fā)出全新磁性材料，以最低成本大幅提升電機效率，并具有大幅降低功耗的潛力。該公司表示，這種材料適用于火車驅(qū)動系統(tǒng)、汽車、機器人及其他高可靠性應(yīng)用。
這種新材料可用作電機的槽楔，特別是在大中型感應(yīng)電機中，能夠極大提高電機的能量轉(zhuǎn)換效率。東芝表示，這種材料的安裝成本極低，而且無需更改設(shè)計。
在感應(yīng)電機中，通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由此所產(chǎn)生的電磁力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)配置簡單，成本低廉，并且可維護性強。與之相反，永磁同步電動機通過定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子永磁體之間的磁性吸引力來旋轉(zhuǎn)，通常比感應(yīng)電機更貴，但可控性和效率更高。
該公司在鐵路車輛驅(qū)動系統(tǒng)的感應(yīng)電機上進行測試，并確認其效率提高了0.9%，接近永磁同步電機的效率。東芝表示，這種材料還可以安裝在永磁同步電機上，以實現(xiàn)更高的效率。該材料還具有優(yōu)異的耐熱性，適用于鐵路車輛、汽車和機器人等應(yīng)用。
（圖片來源：東芝公司）
電機槽楔是將線圈緊密固定在線槽內(nèi)的一個部件，通常由非磁性材料制成。據(jù)發(fā)現(xiàn)，使用磁性材料可以提高槽楔的導(dǎo)磁性能，從而提升能量轉(zhuǎn)換效率。然而，用于槽楔的常規(guī)磁性材料，由球形磁性金屬顆粒構(gòu)成，對磁通量的控制不足，容易引起不必要的泄漏。同時，磁性槽楔材料本身的磁損耗也很高，并且耐熱性較差，不適合鐵路車輛和其他高耐熱需求應(yīng)用。
東芝新型磁性材料具有獨特的性能，能夠出色地控制磁通量，提供高耐熱性。
展開 Rev.》麻省理工學(xué)院趙選賀綜述：磁性軟材料和機器人！
在傳統(tǒng)分類中，軟機器人以機械柔順性為主要區(qū)別因素，與由剛性材料制成的傳統(tǒng)機器人不同。功能性軟材料的最新進展促進了新型軟機器人的出現(xiàn)，
該機器人能夠響應(yīng)外部刺激（如熱、光、溶劑或電場或磁場）進行無系繩驅(qū)動。
在各類刺激響應(yīng)材料中，磁性軟材料在設(shè)計和制造方面取得了顯著進展，導(dǎo)致磁性軟機器人的發(fā)展具有獨特的優(yōu)勢和許多重要應(yīng)用的潛力。然而，磁性軟機器人領(lǐng)域仍處于起步階段，需要在設(shè)計原理、制造方法、控制機制和傳感方式等方面進一步改進。未來成功開發(fā)磁性軟機器人需要全面了解磁驅(qū)動的基本原理，以及磁性軟材料的物理特性和行為。在這篇綜述中，
科研人員討論了磁性軟材料和機器人的設(shè)計和制造、建模和仿真以及驅(qū)動和控制方面的最新進展。然后，他們給出了一套設(shè)計指南，用于優(yōu)化軟磁材料的驅(qū)動性能。
最后，總結(jié)了磁性軟機器人的潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并提供了他們對下一代磁性軟機器人的看法。
圖
1. 軟磁性材料的分類和組成。
圖
2 磁性材料的分類及不同尺寸和形狀的磁性粒子的特性。
圖
3. 傳統(tǒng)磁性軟材料及其對外加磁場的響應(yīng)。
圖
4 軟磁軟材料的不同驅(qū)動模式。
圖
5. 硬磁軟材料的扭矩和力驅(qū)動彎曲驅(qū)動。
圖
6. 基于熱響應(yīng)聚合物基質(zhì)的超順磁軟材料的磁熱驅(qū)動。
相關(guān)論文以題為
Magnetic Soft Materials and Robots
發(fā)表在《
Chemical Reviews
》上。
展開 
：納米片范德華磁性材料Fe3GeTe2的硬磁
【引言】
自從機械剝離法成功分離單層石墨烯開始，二維（2D）范德華（vdW）材料受到了學(xué)術(shù)界相當?shù)年P(guān)注。這些材料揭示了新穎的光學(xué)和電子學(xué)特性。這些材料堆疊的異質(zhì)結(jié)構(gòu)含有更多有趣的特性。在過去的幾年中，拉曼光譜和電子傳輸測量已經(jīng)在vdW磁體上進行。最近，研究人員在兩種絕緣vdW磁性材料Cr2Ge2Te6和CrI3以及基于vdW鐵磁異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型器件中成功發(fā)現(xiàn)了二維鐵磁性。這項發(fā)現(xiàn)有助于設(shè)計和制造許多基于vdW磁體的器件。例如，將vdW鐵磁金屬材料與具有強自旋-軌道相互作用的vdW金屬堆疊，可以用于設(shè)計制造自旋-軌道扭矩器件。然而，為了開發(fā)鐵磁vdW材料作為基于vdW異質(zhì)結(jié)構(gòu)的自旋電子學(xué)的基礎(chǔ)材料，具有硬磁相和高剩磁與飽和磁化（MR/MS）比的鐵磁vdW金屬是必不可少的。
本文研究了單晶FGT納米薄片的異常霍爾效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)它們的磁性高度依賴于厚度。當厚度減小到小于200nm，形成硬磁相具有大的矯頑力和接近方形的滯后回線。本文提出了一個模型來描述FGT薄片的硬磁行為。這個模型適用于具有強垂直各向異性和方形磁環(huán)的其他vdW鐵磁薄膜或納米薄片。
【成果簡介】
二維vdW材料是目前比較熱門的研究領(lǐng)域，多項相關(guān)研究表明其具有出色的光學(xué)和電學(xué)特性。然而，目前有關(guān)vdW材料的磁性和其在自旋電子學(xué)應(yīng)用的科研成果仍比較匱乏。近日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的Wang Lan（通訊作者）和韓國成均館大學(xué)的Changgu Lee（通訊作者）等人研究了不同厚度的單晶金屬Fe3GeTe2納米片的反?；魻栃?yīng)測量。這些納米薄片具有接近方形磁環(huán)的單一硬磁相，較大的矯頑力（在2K時，高達550mT），接近200K的居里溫度和極強的垂直磁各向異性。通過臨界性分析，F(xiàn)e3GeTe2中vdW原子層之間的耦合范圍約為5個vdW原子層。
展開 俄亥俄州立大學(xué)趙芮可教授與佐治亞理工學(xué)院齊航教授AM：磁性動態(tài)高分子材料實現(xiàn)遠程模塊化熔焊組裝與復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)快速加工
將具有高剩磁和高矯頑力的釹鐵硼（NdFeB）硬磁顆粒均勻分散在彈性體基體中，得到具有溫度和磁場響應(yīng)的磁性動態(tài)高分子復(fù)合材料。由于Diels-Alder反應(yīng)熱可逆特性，材料表現(xiàn)出可逆的彈性-塑性轉(zhuǎn)變：在室溫下，材料形成穩(wěn)定交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)而表現(xiàn)出優(yōu)異彈性；在中等溫度下，網(wǎng)絡(luò)動態(tài)重排釋放內(nèi)應(yīng)力而表現(xiàn)出可控的塑性；在高溫下，材料交聯(lián)可逆打開而呈現(xiàn)粘性流動，并在降溫后再次恢復(fù)交聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過控制溫度場和磁場，復(fù)合材料內(nèi)部可發(fā)生激響應(yīng)性的高分子網(wǎng)絡(luò)刺重排或磁顆粒選擇性旋轉(zhuǎn)，從而展示出豐富多功能性，包括磁輔助的模塊化組裝焊接，磁化分布可反復(fù)編程以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)永久形狀重構(gòu)。而在室溫下，該材料依然保持了磁驅(qū)軟材料遠程、快速可逆驅(qū)動特性，使得加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)能夠按需驅(qū)動變形。
圖1：磁性動態(tài)高分子復(fù)合材料的工作機理與功能示意圖
利用磁性“邏輯單元”設(shè)計，實現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)的磁輔助模塊化組裝和熔焊。由于磁極之間的相互吸引作用，不同磁化模塊在相互靠近時會自發(fā)快速組裝在一起（<0.3s），再通過直接或紅外光照加熱，接觸面生成新的化學(xué)連接而焊接在一起，即使經(jīng)反復(fù)拉伸也不會斷裂（圖2）。在80℃下處理20min，界面粘接強度可達到材料自身強度的95%。作者提出磁性“邏輯單元”概念，利用兩種基本的方形磁化模塊（單向磁化與雙向磁化）不同方式兩兩組合，實現(xiàn)了包括扭轉(zhuǎn)、彎曲、扭轉(zhuǎn)-彎曲、同向彎折和垂直彎折的五種邏輯變形模式。利用有限元分析，指導(dǎo)組裝體設(shè)計，用于復(fù)雜二維結(jié)構(gòu)的模塊化組裝與可控磁驅(qū)變形。例如，利用彎曲、同向彎折和彎曲-紐轉(zhuǎn)組合，實現(xiàn)了 “Z”字形組裝體磁驅(qū)扭轉(zhuǎn)大變形；利用彎曲和彎折，實現(xiàn)了“H”形組裝體磁驅(qū)頂出變形，以及封閉結(jié)構(gòu)的組裝與磁驅(qū)起伏變形。
展開 清華-伯克利深圳學(xué)院（TBSI）成會明、鄒小龍團隊Materials Today綜述：二維納米結(jié)構(gòu)的
【引言】
二維材料新奇的性質(zhì)使其在納米電子、光電子、壓電、谷電子、自旋電子等器件應(yīng)用中具有巨大潛力，對具有奇特性質(zhì)的新型二維材料的尋找與優(yōu)化設(shè)計方興未艾。由于二維材料往往具有大量的可能構(gòu)型，過去的不斷試錯的實驗研究方式在缺乏清晰指導(dǎo)的前提下成本太高，而通過與理論計算研究的有機互動可以在以下三個方面大大促進二維材料的研究進程：
1.理論計算可以促進新材料及新性質(zhì)的預(yù)測；
2.理論計算可以預(yù)測新型二維材料的可能合成路徑；
3.通過合理的模型設(shè)計，理論計算可為研究二維材料物理性質(zhì)以及其對不同條件的響應(yīng)提供了理想的平臺。
截至目前理論研究已經(jīng)產(chǎn)出了巨量的研究成果，亟需對該領(lǐng)域最近的進展、當前的挑戰(zhàn)以及未來的機遇等進行系統(tǒng)性地總結(jié)和展望。
近日，清華大學(xué)清華-伯克利深圳學(xué)院（TBSI）低維材料與器件實驗室成會明院士、鄒小龍教授團隊受邀在知名綜述期刊Materials Today上發(fā)表了題為《Computational design and property predictions for two-dimensional nanostructures》的綜述性學(xué)術(shù)論文。該綜述從以硼烯為代表的二維材料的結(jié)構(gòu)和生長路徑預(yù)測出發(fā)，闡述理論計算對預(yù)測新材料和其生長路徑的促進作用。針對二維結(jié)構(gòu)多種奇特物理性質(zhì)，系統(tǒng)性地總結(jié)了近年來二維材料設(shè)計和性質(zhì)預(yù)測的重要成果，包括：二維狄拉克材料、高遷移率二維材料、二維半導(dǎo)體及其異質(zhì)結(jié)、二維鐵電、鐵彈和壓電材料、二維磁性材料以及二維材料的缺陷對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。文章進一步探討了這些具有奇異性質(zhì)的二維材料在電子、光電子、傳感、電致形變以及自旋電子器件中的應(yīng)用前景。最后，在此基礎(chǔ)之上該文章總結(jié)了該領(lǐng)域目前的趨勢和對未來發(fā)展的展望。
展開 清華綜述：CVD生長二維材料，可控制備、高質(zhì)量材料及生長機理
材料的可控制備是二維材料應(yīng)用的前提，化學(xué)氣相沉積（CVD）是制備二維材料的重要方法。然而，當前制備化合物二維材料主要以固相前驅(qū)體為原料，其升華和擴散過程復(fù)雜且難以控制、生長體系中材料制備反應(yīng)和副反應(yīng)共存，這給材料制備的可控性、重復(fù)性和高質(zhì)量材料的獲取帶來了巨大挑戰(zhàn)。
近日，清華-伯克利深圳學(xué)院（TBSI）低維材料與器件實驗室成會明、劉碧錄團隊受邀在綜述期刊《材料研究述評》（Accounts of Materials Research）上發(fā)表了題為 《化學(xué)氣相沉積法生長化合物二維材料: 可控制備、高質(zhì)量材料及生長機理》（Chemical Vapor Deposition Growth of Two-dimensional Compound Materials: Controllability, Material Quality, and Growth Mechanism）的綜述文章。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/accountsmr.0c00063
該綜述以二維過渡金屬硫族化合物（TMDCs）為例，回顧了CVD生長二維材料的進展，總結(jié)了近年來研究人員建立的具有前景的生長策略，并重點討論了CVD生長二維材料中涉及的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)難題，包括非金屬前驅(qū)體、金屬前驅(qū)體、襯底工程、溫度、氣流等的控制策略和方法。該文還對CVD生長二維材料的機理研究進行了總結(jié)。
最后，文章指出了CVD生長二維材料領(lǐng)域未來的研究方向，其中包括：新型二維材料的制備（如穩(wěn)定p型半導(dǎo)體材料、高遷移率二維材料、寬帶隙二維材料、窄帶隙二維材料），CVD生長結(jié)合后處理以獲得新型二維材料和異質(zhì)結(jié)構(gòu)，新奇物性與應(yīng)用探索。
展開 