Версия для слабовидящих
Графитообразный нитрид углерода становится ферромагнитным Печать Email
Новости об инновациях
20.10.2014

Обрамляющие водородные связи индуцируют появление ферромагнетизма в графитоподобном нитриде углерода. Обрамляющие водородные связи индуцируют появление ферромагнетизма в графитоподобном нитриде углерода.

Исследователи из Китая смогли добиться проявления ферромагнитных свойств от графитообразного нитрида углерода, g-C3N4, введя в двумерную структуру этого материала обрамляющие водородные связи. Такая настойка свойств g-C3N4 может способствовать его применению в спинтроновых устройствах.

Спинтроника использует собственные спиновые состояния электронов и связанные с ними магнитные моменты твердотельного материала для хранения информации или изготовления сенсоров. Обычно применяющиеся для решения таких задач материалы ферромагнитны, то есть они генерируют постоянное магнитное поле.

Для изготовления таких материалов и устройств можно применять ультратонкие двумерные нанолисты, в которых может происходить упорядочение спиновых состояний.

К сожалению, металлсодержащие двумерные нанообъекты обычно не могут обеспечить достаточное время спиновой релаксации. Наноструктуры, не содержащие металлы, на спиновое состояние которых влияют преимущественно s- и p-электроны, обычно демонстрируют слабое спин-орбитальное взаимодействие и большое время спиновой релаксации, что делает их более пригодными для спинтроники материалами.

Но и здесь не обходится без проблем – структуры, не содержащие металлов, зачастую страдают от недостатка упорядоченности спиновых систем, что не дает им проявлять ферромагнитные свойства.

Чанжен Ву (Changzheng Wu) с соавторами обнаружил, что

гидрирование графитоподобного материала, состоящего из слоев, содержащих чередующиеся связи C-N – g-C3N4, приводит к формированию обрамляющих водородных связей, индуцирующих упорядочение спинов в структуре.

Обрамляющая, «свободная» связь образуется в том случае, когда иммобилизованный атом характеризуется некомпенсированной валентностью. В g-C3N4 атомы азота и углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации, на атомах азота локализованы неподеленные электронные пары, иммобилизованные в структуре этого материала. Из-за наличия в структуре g-C3N4 электроотрицательных атомов азота гидрирование графитоподобного нитрида углерода осуществляется проще, чем графена, и в результате такого гидрирования могут формироваться обрамляющие (ненасыщенные) водородные связи, влияющие на спиновое состояние системы.

Таким образом, по словам Ву,

появляется возможность индуцировать ферромагнетизм в материале, не изменяя его кристаллическую структуру.

Специалист по материаловедению из Университета Техаса Гуйхуа Ю (Guihua Yu) отмечает, что

новое исследование демонстрирует перспективу придания ферромагнитных свойств двумерным материалам, не содержащим в своей структуре металла и, бесспорно, может расширить перечень двумерных ферромагнетиков. Ву с коллегами планирует развивать работу, вводя такие обрамляющие связи и дефекты кристаллической решетки в другие двумерные наноматериалы в надежде найти способ управления и их спиновым поведением.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/grafitoobraznyi-nitrid-ugleroda-stanovitsya-ferromagnitnym

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта