成果介紹
二維過(guò)渡金屬鹵化物由于其厚度依賴(lài)和靜電可調(diào)的磁性而最近引起了極大的研究關(guān)注。然而，這類(lèi)材料具有高度的化學(xué)反應(yīng)活性，這會(huì)導(dǎo)致在環(huán)境條件下數(shù)秒內(nèi)發(fā)生不可逆降解和災(zāi)難性溶解，嚴(yán)重限制了后續(xù)的表征、加工和應(yīng)用。
有鑒于此，近日，美國(guó)西北大學(xué)Mark C. Hersam教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)組裝非共價(jià)有機(jī)緩沖層苝四甲酸二酐(PTCDA)（為隨后的氧化鋁ALD提供模板），賦予了原型過(guò)渡金屬鹵化物CrI3長(zhǎng)期環(huán)境穩(wěn)定性。X射線光電子能譜證明了非共價(jià)有機(jī)緩沖層的必要性，因?yàn)樵跊](méi)有PTCDA的情況下，CrI3會(huì)與ALD前驅(qū)體發(fā)生有害的表面反應(yīng)。正如磁光克爾效應(yīng)測(cè)量所證實(shí)的那樣，這種有機(jī)-無(wú)機(jī)封裝方案將CrI3中的長(zhǎng)程磁性有序保持到單層極限。此外，本文還展示了環(huán)境條件下場(chǎng)效應(yīng)晶體管、光電探測(cè)器和CrI3熱導(dǎo)率的光熱測(cè)量。由于PTCDA蒸發(fā)和ALD氧化鋁生長(zhǎng)是可擴(kuò)展的并且與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造兼容，這項(xiàng)工作為將過(guò)渡金屬鹵化物和相關(guān)二維磁性材料集成到預(yù)期的技術(shù)應(yīng)用中提供了途徑，包括自旋電子器件、非易失性存儲(chǔ)器和量子信息處理等。
圖文導(dǎo)讀
圖1. CrI3上氧化鋁的ALD，沒(méi)有有機(jī)緩沖層。
圖2. CrI3上的ALD，帶有有機(jī)緩沖層。
圖3. 原始和ALD封裝的CrI3的Cr 2p3/2 XPS。
圖4. 有/無(wú)有機(jī)緩沖層的ALD封裝CrI3的MOKE。
圖5. 在環(huán)境條件下探測(cè)CrI3的電子、光學(xué)和熱學(xué)特性。
文獻(xiàn)信息
Ambient-Stable Two-Dimensional CrI3 via Organic-Inorganic Encapsulation
(ACS Nano, 2021, DOI:10.1021/acsnano.1c03498)
文獻(xiàn)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03498
