具有金属性、压电效应与室温铁磁性的新型二维 Ca-Cl 晶体
化学物理
2019-05-13 v1 应用物理
摘要
最近我们报道了在还原氧化石墨烯(rGO)膜上直接观察到二维(2D)Ca-Cl晶体,其中钙离子仅约为一价(即~+1),且这些CaCl晶体表现出金属性而非绝缘性。在此,我们报道了由于二维Ca-Cl晶体的金属性、出乎意料的压电效应、室温铁磁性,以及rGO膜中Ca-Cl晶体显著的储氢与释氢能力,实验观察并证明了石墨烯-Ca-Cl异质结的形成。理论研究表明,这些异常晶体的形成归因于Ca2+与石墨表面芳香环之间强烈的阳离子-π相互作用。由于其他金属离子(如Mg2+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Cd2+、Cr2+和Pb2+)与石墨表面之间也存在强烈的阳离子-π相互作用,因此高度预期会出现具有金属阳离子异常价态及相应异常性质与新颖应用的类似二维晶体。这些发现进一步表明,这种具有异常电子性质的CaCl异常材料在设计新型晶体管与磁器件、储氢、催化剂、高性能导电电极和传感器方面具有现实潜在应用,其尺寸可小至原子尺度。
引用
@article{arxiv.1905.04135,
title = {Novel two-dimensional Ca-Cl crystals with metallicity, piezoelectric effect and room-temperature ferromagnetism},
author = {Lei Zhang and Guosheng Shi and Bingquan Peng and Pengfei Gao and Liang Chen and Ni Zhong and Liuhua Mu and Han Han and Lijing Zhang and Peng Zhang and Lu Gou and Yimin Zhao and Shanshan Liang and Jie Jiang and Zejun Zhang and Hongtao Ren and Xiaoling Lei and Long Yan and Chungang Duan and Shengli Zhang and Haiping Fang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.04135},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 4 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1812.07195