Nature | 答费曼67年前之“题”：中国学者提供原子组装新思路
iNatrue
2026-07-25 00:00
文章摘要
背景：二维磁性半导体对下一代信息存储和自旋电子技术至关重要。MXenes因其成分多样性和可调性质成为设计功能材料的平台，但在M位点引入镧系元素实现同时具有半导体和磁性的MXenes仍具挑战。研究目的：本文提出一种通用的“自下而上”合成策略，利用层状镧系单卤化物作为范德华建筑块，通过碳插层成功合成Ln₂CT₂系列MXenes，旨在实现兼具半导体性能和磁性的新二维材料。结论：研究成功合成Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Lu的Ln₂CT₂系列MXenes，展现出可调光学带隙（1.26-1.71 eV）、负温度系数电阻率和低温铁磁性，理论计算表明表面终端和插层碳协同耗尽金属d电子是带隙打开的关键，而高度局域的4f电子贡献了自旋劈裂和铁磁行为，为扩展MXenes的成分空间并整合电子和磁性功能提供了途径。
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