石墨烯具有微米级自旋扩散长度，这有利于人为地调控其自旋，因而在自旋电子学器方面具有潜在的应用前景。然而，石墨烯由于其完美的去局域网络而没有局域磁矩，为本征非磁性，这就限制了该应用。因此，能否在石墨烯中诱导出室温铁磁性，从而在石墨烯中产生一个磁响应，这是决定其能否实现该应用的基本条件。对于掺杂到石墨烯中的两大类构型的氮，大量理论研究表明：1）缺陷型氮可以在石墨烯的基面上引入局域磁矩，而2）石墨型氮能够诱导巡游磁矩从而可以增强局域磁矩之间的磁耦合。因此，尽早在实验上明确石墨型氮是否能够增强石墨烯中局域磁矩之间的铁磁耦合对获得纯的室温铁磁性石墨烯具有重要意义。

最近，汤怒江老师组的付林博士等人在实验上探究石墨型氮对于增强墨烯中局域磁矩之间铁磁耦合的作用研究方面取得进展。他们组前期研究积累表明：缺陷型氮掺杂可在石墨烯的基面上引入局域磁矩，但不足的是引入的磁性仍然以顺磁性占主导【Nat. Commun. 7, 10921 (2016)】。在此基础上，他们首先通过将氟化石墨块材在氨气中低温退火，借助于退氟产生的大量空位促进氮掺杂的作用，获得了高浓度的缺陷型氮掺杂石墨烯。众所周知，氩气中退火可以使得缺陷型氮向石墨型氮转化。有鉴于此，他们通过把得到的高浓度的缺陷型氮掺杂石墨烯在氩气中再高温退火，并显著提高了石墨型氮构型的比例。磁性结果表明，随着石墨型氮比例的显著提高，样品的铁磁比例从原来的26.4%大幅提升至77.4%。他们还通过研究系列具有不同含量的缺陷型氮掺杂石墨烯发现：所有后退火样品均随着石墨型氮比例提高而导致铁磁比例普遍得到提高，表明该结论的普遍性。该研究率先从实验上证实了石墨型氮能够增强局域磁矩之间的铁磁耦合，为实验上获得高磁、铁磁性石墨烯提供了新的思路。

相关研究成果以《Graphitic-nitrogen-enhanced ferromagnetic couplings in nitrogen-doped graphene》为题，发表在PHYSICAL REVIEW B 102, 094406 (2020)上。