根据莱斯大学的科学家和他们的合作者的说法，在制造二维合金的过程中替换原子不仅可以使它们根据应用进行定制，而且还可以使它们具有磁性。
一篇新论文先进材料概述了莱斯大学、橡树岭国家实验室、南加州大学(USC)和日本熊本大学的研究人员如何使用化学气相沉积(CVD)来制造原子厚度的片材，并在同一步骤中通过添加其他元素(称为掺杂)来调整其性能。
他们惊奇地发现，他们还可以赋予二维薄片磁性。
实验室研究过渡金属二卤属化合物，这是一种将过渡金属和硫原子结合成单一材料的合金。过渡金属是位于元素周期表中间的稳定元素。硫化物包括硫、硒和碲，在表中也是相邻的。
通过在CVD过程中向混合物中添加掺杂元素，研究人员表明可以重新排列所得到的二维晶体片上的原子。他们展示了几种不同的结构，发现他们可以直接用掺杂剂取代一些原子。研究报告的合著者、莱斯大学博士后研究员钱德拉·塞卡尔·蒂瓦雷说，这些物理变化导致了平面晶体的机械和电子性质的变化。
普利克尔·阿加扬的莱斯大学实验室领导了该项目，以测试南加州大学研究人员的理论，他们计算出掺杂材料将迫使二维晶体发生相变。莱斯大学的研究小组证实了这样一种理论，即在生长过程中向二硒化钼中添加不同数量的铼，可以通过改变其原子结构来调整其性质。磁场特征是额外的收获。
“通常，当你制造磁性材料时，你从铁或钴等磁性元素开始，”研究生、联合主要作者Amey Apte说。“大块的铼不是磁性材料，但事实证明，在原子尺度上，它是某种组合。它在这种情况下非常有效。”
研究人员说，他们发现的磁性可以使那些设计自旋电子器件的人对二维合金感兴趣。
纯二硒化铼的高角度环形黑场图像。在右下角的键中，铼原子为蓝色，硒原子为黄色。图片来源:橡树岭国家实验室
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