【据sciencedaily网站 7月14月报道】 少量氟使绝缘陶瓷，即我们所知的白色石墨烯，变成具有磁性的宽带隙半导体。赖斯大学的科学家说，它可作为特殊材料以生产适用于极端环境下的电子器件。

一篇来自赖斯大学研究人员的概念证明性论文，展示了一种将二维的六边形氮化硼(h-BN)，又称白色石墨烯，从一种绝缘体转变成半导体的方法。他们说，磁性的发现是一个意外收获。由于这种原子大小厚度的材料，是优秀的热导体，研究人员认为它可能对应用于高温条件下的电子器件非常有用，也许正好可用于制造磁性存储设备。

这一发现成果发表在本周的《科学进步》杂志上。

“氮化硼是一种稳定的绝缘体，在商业上作为保护涂层，非常有用，甚至在化妆品中也有用到，由于它能吸收紫外光线，”赖斯大学的材料科学家，及其所在实验室领导这一研究的普利克尔.阿加延说，“在尝试改变氮化硼电子结构的研究中，已经取得大量的成果，但我们没有想到，它会变成半导体和磁性材料。因此这就显得有一些非常不同寻常，之前，没有任何任何人在氮化硼上着到这种行为特性。”他继续说道。

“我们发现，当加入氟，对其进行5%的氟化反应后，它的带隙变窄了，”赖斯大学的博士后研究员，论文的合著者钱德拉.瑟克哈.第瓦瑞说。带隙随着外加的氟化作用，而变得更窄，但最后只到一个固定点。“精确控制氟化作用是我们需要去做的一些工作。我们能控制在一个范围，但仍不能进行非常好的控制。由于材料只有原子大小厚，少一个原子或多一个原子会产生相当大的变化。”

“在接下来的系列实验中，我们想实现对这一反应的精确控制，精确到每一个原子。”他说。

他们认为，由于氟原子的侵入导致的张力作用改变了，氮原子的电子自旋方式，并对它们的磁力矩产生影响，确定一个原子如何对应磁场的幽灵般的作用强弱，就好象一个纳米大小的不可见罗盘。

“我们发现自旋角度方向，与传统的二维材料有很大不同，”赖斯大学的毕业生，论文的第一作者斯纳第.纳德哈克瑞史兰说。不同于所形成的铁磁材料的统一自旋角度方向，或者相互抵消的自旋方式，其自旋方向随机地形成一定角度，使平面材料随机地表现出净磁性小区域。这些铁磁性及抗铁磁性的小区域同时存在于一个h-BN样品上，通过这些对抗性区域的相生作用，该材料表现出微弱的磁性。

研究人员说，他们的简单，可进行提升的方法，可能在将来被应用于其它二维材料。“通过纳米工程制造新材料正我们团队工作所做的，”阿加延说。

论文的共同作者有：赖斯大学毕业生卡洛斯.德·.罗斯.雷耶斯和泽华.金，化学讲师劳伦斯.阿雷麦利，博士后研究员维迪亚.科查特和安吉尔.马迪，一名化学生物工程、材料科学及纳米工程的合作教授，他们全部都来自赖斯大学；赖斯大学的瓦莱里.卡巴什斯库及休斯顿技术创新中心的巴克尔.休斯；及来自赖斯大学和多伦多大学的帕拉姆巴斯.苏迪普等；最后还有来自赖特帕特森空军基地空军研究实验室的阿吉特.罗伊。

阿加延是赖斯大学材料科学及纳米工程系的主任，本亚明.M及麦瑞.格林伍德.安德森化学教授在该大学的工程系。

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