Графитообразный нітрид вуглецю стає феромагнітною

Дослідники з Китаю змогли домогтися прояви феромагнітних властивостей від графитообразного нітриду вуглецю.

Обрамляють водневі зв’язки індукують появу ферромагнетизма в графитоподобном нітриду вуглецю.

Дослідники з Китаю змогли домогтися прояви феромагнітних властивостей від графитообразного нітриду вуглецю, g-C3N4, ввівши в двовимірну структуру цього матеріалу обрамляють водневі зв’язки. Така настоянка властивостей g-C3N4 може сприяти його застосування в спинтроновых пристроях.

Спінтроніка використовує власні спінові стани електронів і пов’язані з ними магнітні моменти твердотільного матеріалу для зберігання інформації або виготовлення сенсорів. Зазвичай застосовуються для вирішення таких завдань матеріали ферромагнитны, тобто вони генерують постійне магнітне поле.

Для виготовлення таких матеріалів і пристроїв можна застосовувати ультратонкі двовимірні нанолисти, в яких може відбуватися упорядкування спінових станів.

На жаль, металлсодержащіе двовимірні нанообъекты зазвичай не можуть забезпечити достатній час спінової релаксації. Наноструктури, не містять метали, на спін стан яких впливають переважно s – і p-електрони, зазвичай демонструють слабкий спін-орбітальна взаємодія і великий час спінової релаксації, що робить їх більш придатними для спінтроніки матеріалами.

Але і тут не обходиться без проблем – структури, що не містять металів, часто страждають від нестачі впорядкованості спінових систем, що не дає їм виявляти феромагнітні властивості.

Чанжен Ву (Changzheng Wu) з співавторами виявив, що

гідрування графитоподобного матеріалу, що складається із шарів, що містять чергуються зв’язку C-N – g-C3N4, призводить до формування обрамляють водневих зв’язків, що індукують упорядкування спінів в структурі.

Обрамляє, «вільна» зв’язок утворюється в тому випадку, коли іммобілізований атом характеризується некомпенсованої валентністю. В g-C3N4 атоми азоту і вуглецю знаходяться в стані sp2-гібридизації, на атомах азоту локалізовані неподеленные електронні пари, іммобілізовані в структурі цього матеріалу. З-за наявності в структурі g-C3N4 электроотрицательных атомів азоту гідрування графитоподобного нітриду вуглецю здійснюється простіше, ніж графену, і в результаті такого гідрування можуть формуватися обрамляють (ненасичені) водневі зв’язки, що впливають на спін стан системи.

Таким чином, за словами Ву,

з’являється можливість індукувати феромагнетизм в матеріалі, не змінюючи його кристалічну структуру.

Фахівець з матеріалознавства з Університету Техасу Гуйхуа Ю (Guihua Yu) зазначає, що

нове дослідження демонструє перспективу надання феромагнітних властивостей двовимірним матеріалів, що не містять у своїй структурі металу і, безперечно, може розширити перелік двовимірних феромагнетиків. Ву з колегами планує розвивати роботу, вводячи такі обрамляють зв’язку та дефекти кристалічної решітки в інші двовимірні наноматеріали в надії знайти спосіб управління і їх спіновою поведінкою.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *