成果介紹
二維過渡金屬鹵化物由于其厚度依賴和靜電可調的磁性而最近引起了極大的研究關注。然而，這類材料具有高度的化學反應活性，這會導致在環(huán)境條件下數(shù)秒內(nèi)發(fā)生不可逆降解和災難性溶解，嚴重限制了后續(xù)的表征、加工和應用。
有鑒于此，近日，美國西北大學Mark C. Hersam教授團隊通過組裝非共價有機緩沖層苝四甲酸二酐(PTCDA)（為隨后的氧化鋁ALD提供模板），賦予了原型過渡金屬鹵化物CrI3長期環(huán)境穩(wěn)定性。X射線光電子能譜證明了非共價有機緩沖層的必要性，因為在沒有PTCDA的情況下，CrI3會與ALD前驅體發(fā)生有害的表面反應。正如磁光克爾效應測量所證實的那樣，這種有機-無機封裝方案將CrI3中的長程磁性有序保持到單層極限。此外，本文還展示了環(huán)境條件下場效應晶體管、光電探測器和CrI3熱導率的光熱測量。由于PTCDA蒸發(fā)和ALD氧化鋁生長是可擴展的并且與傳統(tǒng)的半導體制造兼容，這項工作為將過渡金屬鹵化物和相關二維磁性材料集成到預期的技術應用中提供了途徑，包括自旋電子器件、非易失性存儲器和量子信息處理等。
圖文導讀
圖1. CrI3上氧化鋁的ALD，沒有有機緩沖層。
圖2. CrI3上的ALD，帶有有機緩沖層。
圖3. 原始和ALD封裝的CrI3的Cr 2p3/2 XPS。
圖4. 有/無有機緩沖層的ALD封裝CrI3的MOKE。
圖5. 在環(huán)境條件下探測CrI3的電子、光學和熱學特性。
文獻信息
Ambient-Stable Two-Dimensional CrI3 via Organic-Inorganic Encapsulation
(ACS Nano, 2021, DOI:10.1021/acsnano.1c03498)
文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03498
