科技日报合肥3月28日电（记者 吴长锋）记者从中国科学手艺大学获悉，该校国家同步辐射实验室闫文盛教授研究组与孙治湖副研究员相助，通过磁性金属原子准确可控掺杂的战略，实现了二维石墨烯的室温铁磁性。研究效果日前揭晓在《自然-通讯》上。

石墨烯由于高载流子迁徙率、长自旋扩散长度和弱自旋轨道耦合等优良性子，被以为是下一代自旋电子学应用中极具远景的质料。怎样在本征抗磁的石墨烯中诱导出稳固的室温铁磁性，是石墨烯基自旋电子学器件制备面临的主要问题之一。

科研职员基于以往二维过渡金属硫属化合物的磁性调控研究履历和DFT质料模拟设计，以为准确可控的磁性过渡金属（铁、钴、镍等）掺杂是解决这一问题的有用计划。为了战胜将过渡金属原子嵌入石墨烯晶格的巨时势垒，研究组 使用氮原子结构锚定位点，将钴原子牢靠的约束在石墨烯晶格中，从而提供稳固的局域磁矩，并通过钴-氮-碳之间的轨道杂化形成铁磁交流作用，最终实现石墨烯的室温铁磁性。

研究组使用两步浸渍-热解的要领，在但原子辅助下，将钴原子单疏散掺杂在石墨烯晶格中，样品在室温下饱和磁化强度为0.11emu g-1，居里温度抵达400 K。通过同步辐射软、硬X射线谱学手艺和多种X射线谱学剖析要领，研究职员证实了样品中的钴是以平面四边形结构单位原子级疏散于石墨烯晶格中，扫除了磁性起源于钴相关第二相的可能。进一步盘算批注，该石墨烯系统具有金属性的能带结构，保存Fermi面处态密度显著增强、以及π电子自旋极化，批注该石墨烯系统中的室温铁磁性起源于传导电子中介的铁磁交流机制，平面四边形结构单位是室温铁磁性的主要泉源。