二维 (2D) 磁性材料在基础研究和自旋电子器件方面显示出巨大的潜力。然而，目前已发现的二维磁性材仍有一定的局限性，其单一的磁性不能满足实际应用的需要。近年来，二维磁性材料的磁调制技术引起了人们的广泛关注，这可以丰富二维磁性材料家族并扩展其应用前景。结构工程是实现二维磁特性可调的最有效途径之一。

有鉴于此，北京大学侯仰龙教授等人，综述了二维磁调制结构工程研究的最新进展。

本文要点

1）首先介绍了二维磁学的基本理论。然后，将结构工程的磁调制分为两种方式: 将长程磁性有序引入非磁性材料和调节固有磁性材料的固有磁性。此外，还详细讨论了通过嵌入、化学掺杂、缺陷工程和异质结构构建进行磁性调制的最新进展。最后，展望了二维磁学的发展方向和面临的挑战。

2）结构工程可用于丰富二维磁性材料家族，并将磁性与材料的其他优良原始特性结合起来，这将扩展其在自旋电子学中的应用。此外，还应促进对结构-性能关系的理解。因此，可以根据需要设计磁性材料。例如，可以通过将磁性元素插入超导层来实现磁性和超导性的共存。磁性半导体可以通过掺杂电子施主转变为金属。此外，还可以通过改变结构来调节TC、矫顽力和磁晶各向异性。

3）然而，对二维磁学的理解仍处于初级阶段，挑战仍然存在。首先，大多数已发现的二维磁性材料在大气中不稳定，TC或TN远低于室温，极大地阻碍了它们的实际应用。因此，调节磁性使其在室温下保持较好的稳定性是迫切需要的。其次，二维磁性材料的可控晶圆级或大尺寸合成受到限制。结构工程可用于将磁性嵌入到晶圆级合成的二维材料中，形成可生产的二维磁体，满足自旋电子学和磁性器件的各种需求。此外，这些调制策略也为直接合成一些传统方法难以制备的非层状或三元二维磁性材料提供了新的途径。第三，需要原位表征和纳米级表征工具来确定磁性结构和自旋方向。

参考文献：

Zijing Zhao et al. Structure Engineering of 2D Materials towards Magnetism Modulation. Small Structures, 2021.

DOI: 10.1002/sstr.202100077

https://doi.org/10.1002/sstr.202100077