日前，鄭州大學許群教授課題組利用CO2引入橋接基團增強二維材料鐵磁性，成功將g-C3N4磁性提高到世界領先水平。相關成果以“Strong ferromagnetism of g-C3N4 achieved by atomic manipulation”為題發表在國際權威期刊《Nature Communications》上。該論文共同第一作者為鄭州大學博士研究生杜麗娜和高波，通訊作者為鄭州大學許群教授，鄭州大學為唯一通訊單位。

二維鐵磁材料適用于原子級電荷和自旋操縱，是下一代存儲器和邏輯器件的理想候選材料。對于化學性質溫和、價格實惠的二維無金屬鐵磁材料，國際上各個科研團隊力圖采嘗試調控其內部結構，改善其磁序參數來打破或規避傳統器件的熱壁壘和量子壁壘，以期獲得新型自旋電子器件。

許群教授團隊提出了利用二氧化碳（SC CO2）在g-C3N4引入平面內“硼橋”，以平面內硼為媒介在局域磁矩之間建立短程交換相互作用，進而形成長程磁序，增強類石墨烯二維片層結構C3N4 鐵磁性。該策略實現了對g-C3N4原子級調控，提出了實現室溫二維材料鐵磁性的新思路，為下一代自旋電子器件的制備奠定了研究基礎。

研究工作得到了國家自然科學基金的支持。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38012-8#citeas