【中国科学家研发高质量二维铁氧体单晶，证实原子级超薄#半导体# 在室温磁存储等领域的潜力】

#半导体[超话]# ，是指导电性能介于金属和绝缘体之间的一种材料，可通过光照、外加电场等手段来调控其性质。它是所有电子设备的核心，也是现代信息技术的基石，深刻影响着人类生活。

然而，随着晶体管的不断微缩，传统的硅基电子器件已经接近其工艺尺寸和性能的物理极限，制约着集成电路的进一步发展。

近年来，#二维半导体# 材料凭借超薄的厚度和优异的电子特性，成为学界广泛关注的前沿热点，被认为是“后摩尔时代”高密度集成电路的重要候选对象，有望推动芯片向更小尺度、更高性能和更多功能发展。

具有磁性的半导体，被称为磁性半导体。它能同时控制半导体中电子的电荷和自旋，可将普通半导体器件的信息处理和光通讯的功能，与磁性材料的信息存储功能集成在单一芯片上。因此，其有望替代传统微电子技术。对于磁性半导体的研究，也将成为下一代信息技术发展的重要方向。

Science 杂志在创刊 125 周年之际，公布了 125 个重要的前沿科学问题，其中一项就是“是否可能制造出室温下的磁性半导体？”

二维的长程磁有序，一度被认为是不可能实现的。依据传统的各向同性海森堡模型，任何有限温度所产生的热涨落，都会让低维体系中的长程磁有序性遭到破坏，这便是所谓的 Mermin-Wagner 定理。

然而，最近有研究表明，碘化铬（CrI3）、铬锗碲（Cr₂Ge₂Te₆）等本征二维磁体的长程磁有序，在单层极限下仍能保持。

科学家们也从理论上证实：对于二维晶体中存在的热扰动，磁各向异性能起到抑制作用；而对于自旋在特定方向的排布，磁各向异性则可起到稳定的作用。这些理论的发现，为研究磁学基础物理、磁性异质结、自旋电子器件开辟了新方向。

但是，目前报道的二维磁性半导体的种类十分有限，而且磁转变温度往往小于 100K，这远低于室温，环境稳定性也比较差。

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