Научная группа впервые синтезировала новый тип лантаноидных MXene-материалов с помощью метода подслоевого редактирования
Исследователи из Китая создали новый двумерный материал, сочетающий полупроводниковые и ферромагнитные свойства, что открывает перспективы для спинтроники и квантовых технологий
Короткое резюме
Китайская научная группа из Нинбоского института материаловедения и технологий совместно с Чжэцзянским университетом и лабораторией Yongjiang впервые синтезировала новый тип двумерного материала — лантаноидный MXene, обладающий одновременно полупроводниковыми и ферромагнитными свойствами. Работа опубликована в журнале Nature 22 июля. Метод основан на стратегии 'химических ножниц' для подслоевого редактирования кристаллической решетки.
Традиционные MXene-материалы, известные своей высокой проводимостью и настраиваемой поверхностной химией, широко применяются в накопителях энергии, электромагнитной защите, катализе и сенсорике. Однако они являются металлическими проводниками, лишенными полупроводниковой зонной структуры и магнитного упорядочения. Для решения этой проблемы исследователи разработали двухстадийный синтез: сначала лантаноидный металл реагирует с галогенидом меди, образуя промежуточный монохлорид с слоистой структурой, затем при высокой температуре промежуточный продукт взаимодействует с графитом, где локализованные электроны восстанавливают углерод до анионов C4-, которые внедряются между металлическими слоями, формируя новую кристаллическую структуру Ln-C-Ln-T.
Новый материал одновременно демонстрирует полупроводниковые и ферромагнитные свойства, что делает его крайне перспективным для спинтроники, включая низкопотребляющие логические устройства, высокочастотные коммуникации, магнитные сенсоры и квантовые вычисления. Предложенная стратегия синтеза универсальна и может быть распространена на другие переходные металлы, открывая новые горизонты для расширения семейства двумерных материалов.
Первый в мире лантаноидный MXene
Впервые синтезирован двумерный материал MXene с лантаноидными элементами, сочетающий полупроводниковые и ферромагнитные свойства
Метод 'химических ножниц'
Разработана новая стратегия подслоевого редактирования, позволяющая избирательно удалять, замещать или перестраивать атомные слои в слоистых соединениях
Универсальность синтеза
Двухстадийный процесс (лантаноид + CuX2, затем реакция с графитом) позволяет контролируемо внедрять углеродные анионы между металлическими слоями, образуя стабильную структуру
Прорыв для спинтроники
Материал сочетает полупроводниковые свойства с ферромагнетизмом, что является долгожданным достижением для применений в логических устройствах, сенсорах и квантовых вычислениях
Текст сгенерирован с использованием ИИ
