二维 (2D) 磁体，也称为磁性范德瓦尔斯材料，具有有利的电气和机械特性，例如反铁磁或铁磁性。这些特性使它们特别有希望用于开发新技术和系统，包括自旋电子器件和二维纳米机电系统 (NEMS)。

例如，二维磁体可用于提高平面电感器的性能并减小其尺寸，平面电感器是一种微型纳米机电设备，可应用于许多现实世界的问题。通过将这些设备与电容器集成，电子工程师还可以创建可以检测和处理无线通信信号的滤波器。

从理论上讲，将 2D磁性材料结合到这些滤波器中可​​以帮助减小它们的尺寸和功耗。然而，大多数可用于制造这些滤波器的二维铁磁体的居里温度较低，这阻碍了它们在该领域的应用。

复旦大学、上海启智研究所和全球其他研究所的研究人员最近使用二维范德瓦尔斯材料薄膜制造了新的低通滤波器，他们设计的这种材料具有更高的居里温度。这些滤波器在Nature Electronics上发表的一篇论文中进行了介绍，尽管尺寸较小，但被发现可以实现卓越的性能。

“大多数二维磁体的低居里温度限制了实际应用，”李子涵、刘珊珊和他们的同事在他们的论文中写道。“我们报告了基于通过分子束外延生长的 晶圆级碲化铁锗 (Fe 5+x GeTe 2 ) 薄膜的范德瓦尔斯铁磁低通滤波器。”

研究人员使用一种称为分子束外延生长的技术创建了他们研究中使用的二维铁磁薄膜。这些薄膜是在高温下在超高真空分子束外延系统中的蓝宝石上生长的。

李、刘和他的同事表明，他们的薄膜的居里温度可以通过原位铁掺杂来调整。这个过程需要将铁引入材料中以改变其某些特性。

“我们表明，Fe 5+x GeTe 2系统的居里温度可以通过原位铁掺杂从 260 连续调制到 380 K，”Li、Liu 和他们的同事在他们的论文中写道。“少层 Fe 5+x GeTe 2用于制造平面螺旋电感器，与没有磁芯的电感器相比，二维磁芯在室温下提供 74% 的电感增强。”

Li、Liu 和他的同事随后将他们开发的基于二维磁体的电感器与电容器结合起来，创建了低通巴特沃斯滤波器。当他们评估这些滤波器时，他们发现它们取得了非常有希望的结果，表明它们最终可以与现实世界的无线通信系统集成。

“滤波器提供了大约 40 dB 的宽动态范围，通过在电感-电容电路中使用不同的电感器，可以将 –3 dB 截止频率从 18 调谐到 30 Hz，”Li、Liu 和他们的同事写道他们的论文。

这组研究人员最近的研究证明了使用具有高居里温度的二维铁磁体来制造电感器和潜在的其他纳米级 NEMS 设备的可能性。将来，它可能会激发其他研究小组使用类似的方法和材料合成过程开发其他纳米机电设备。