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Ferromagnetic Elements in Two‐Dimensional Materials: 2D Magnets and Beyond

铁磁性 材料科学 磁铁 铁磁材料性能 掺杂剂 纳米技术 电子 凝聚态物理 工程物理 兴奋剂 磁化 冶金 磁场 机械工程 光电子学 物理 量子力学 工程类
作者
Anastasios V. Papavasileiou,Melita Menelaou,Kalyan Jyoti Sarkar,Zdeněk Sofer,Lakshminarayana Polavarapu,Stefanos Mourdikoudis
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (2) 被引量:30
标识
DOI:10.1002/adfm.202309046
摘要

Abstract Ferromagnetism in 2D materials has attracted tremendous interest from the scientific community thanks to its potential for the design of magnetic materials with unique properties. The presence of a ferromagnetic element in a 2D material can improve the existing properties and offer new ones, giving rise to the development of manifold applications. This review focuses on recent advances and perspectives of 2D materials that bear at least one ferromagnetic element (iron, cobalt, nickel) as i) structural constituent, ii) dopant atom, or iii) adjacent atom through proximity effect. By describing in detail the magnetic properties that have emerged so far, their potential to form next‐generation 2D magnets is discussed. Moreover, the contribution of such 2D materials is analyzed in various applications (electrochemical, photochemical, optical, and electronic), aiming to explore further functionalities and capabilities of ferromagnetic elements, apart from their magnetic nature. Special attention is given to gadolinium and other rare earth elements that display a ferromagnetic order even at ultra‐low temperatures and form part of 2D structured materials, with particularly appealing properties deriving from their 4f electrons.
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