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1月7日，博彩导航 微纳系统表面物理团队联合西安交通大学、国科温州研究院、华东理工大学、华东师范大学等，在《Nature Communications》杂志上发表了题为《Two-dimensional anion-rich NaCl₂ crystal under ambient conditions》的研究论文。该论文报道了一种在常温常压下稳定的二维NaCl₂晶体及其独特的室温铁磁性质。这一发现是团队继Na₂Cl晶体研究系列工作之后（《Nat. Chem.》2018；《Adv. Mater.》2023），实现了Na-Cl盐晶体的元素计量比从2:1到1:2的调控，拓展了反常元素计量比盐晶体及新奇特性的研究领域。这一成果在未来微电子、磁性和自旋电子学材料和器件应用具有潜力。

反常元素计量比晶体是一个非常有趣的科学发现。氯化钠（NaCl）不仅可以形成常规的1:1比例结构，还能形成其他比例结构，理论预测这类晶体具有多种新奇的物理特性。传统上，反常元素计量比晶体仅在超高压力等极端条件下存在。环境条件下稳定的反常元素计量比晶体的制备，因不符经典的化学原理和八隅规则而存在挑战。该团队通过在石墨烯上修饰正电荷，形成二维纳米受限空间，作为NaCl晶体生长的基底，在常温常压下成功实现了富阴离子的二维NaCl₂晶体制备。实验证实了这种NaCl₂晶体的Na、Cl原子数量比为1:2，其具有单原子厚度的类辉钼矿-2H相的二维六方晶格结构。

团队研究人员通过多种磁性表征技术均发现二维NaCl₂晶体具有室温铁磁性，该铁磁性来源于费米级附近氯元素的p轨道电子自旋极化。理论计算进一步预言该晶体具有铁磁半金属特性。NaCl₂晶体源于氯元素的室温铁磁性这一新奇发现，突破了铁磁性需含有未成对d或f电子的过渡金属元素的传统理解和元素范畴，表明铁磁性可以在更广泛的元素和化合物中出现，为开发新型磁性材料和技术提供了新的途径。

二维NaCl₂晶体的电子结构

宁波大学为该研究的第一完成单位，陈亮教授为第一通讯作者、江杰博士后为共同通讯作者和共同第一作者、伊若冰博士（该团队毕业博士生）为第一作者、李培博士等为参与作者。该研究得到了国家自然科学基金、宁波大学科研发展基金等项目的资助，并得到了上海同步辐射光源的BL07U、BL14W1和BL16U1线站的支持。

原文链接:

//www.nature.com/articles/s41467-024-55512-3