提升二维磁性材料的局里温度是当前二维磁性材料发展面临的关键科学问题，该项目探索在二维非磁性材料中引入磁性的有效且可行技术和具有高磁耦合强度、大磁各向异性能二维材料的设计准则。发现了在过渡金属硫化物WSe2中引入磁性的缺陷结构，解决了性质优异的二维过渡金属硫化物无磁性问题；设计了包含两层金属离子的立方过渡金属硫化物和过渡金属碳化物，提高了层间铁磁交换作用；成功设计了大磁矩单层铁磁体，发现了数种高居里温度、大磁各向异性的二维铁磁半导体和铁磁金属。探明了空位缺陷结构对单层WSe2电子性质和磁性性质的影响；发现了六种可以在单层WSe2中引入杂质带的空位缺陷结构，杂质带分布在费米能级附近，主要来源于空位周围W原子的d 轨道和Se原子的p轨道，均可以调节带隙值；发现了两种可在单层WSe2中激发出磁性的缺陷结构，两种结构的磁距分别为2μB和6μB；发现双轴应变(1%～7%)可以将缺陷单层WSe2由非磁性转变成为磁性，其磁矩随着应变增大而增大，可以达到 6μB的大磁矩，探明了应变对于空位缺陷掺杂单层WSe2电子性质和磁性性质的有效调控。