表面化学法调控二维过渡金属硫属化合物超薄纳米结构的本征磁性质

基本信息
批准号:21501164
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:郭宇桥
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵继印,李泽军,朱小姣,童赟,李晓港,彭晶
关键词:
二维纳米材料过渡金属硫属化合物磁性能自旋电子器件表面化学调控
结项摘要

With the advantages of variety options of elements and optimizing structures than that of graphene, ultrathin two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenide (TMDC) with intrinsic magnetism is emerging as crucial materials for the design of new-generation spintronic devices. Considering the extremely high specific surface area of 2D nanosheet enabling their surface phase to be as important as bulk counterparts, in the current project, we will use the surface chemical modification strategies to introduce and engineer intrinsic ferromagnetic properties of inorganic 2D TMCDs while maintaining the pristine 2D lattice framework. With the synergic combination of X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis and density functional theoretical (DFT) calculations, the relationship between local structure and magnetic properties under 2D confined structure will be studied. In addition, the coupling of magnetism and electricity namely, magnetoresistance effect, of surface modified 2D TMDCs will also be studied. Through the assembly of the free-standing 2D ultrathin nanosheet into integrated films with transferable properties, the 2D thin film based spintronic devices will be designed.

二维类石墨烯过渡金属硫属化合物比全碳石墨烯具备更多的元素选择和结构优化自由度,对其本征磁性能调控是构筑新一代纳米自旋电子器件的关键。当这类材料剥离达到原子层厚度时,极大的比表面积使得二维材料的表面相成为了材料本征物性的主导相。本项目拟采用表面化学调控方法,在保持材料二维层状拓扑结构基础上,通过表面吸附,表面应力,表面缺陷等化学调控方法,实现纳米片表面电子结构的调整,引入并调控二维过渡金属二硫属化合物材料的本征铁磁性。基于同步辐射精细X射线吸收谱图解析和密度泛函理论计算,研究二维限域下局域结构和磁性能之间的构效关系。在此基础上,进一步探索表面化学改性二维材料的磁性和电阻间耦合产生的磁电阻效应。通过对表面化学改性获得二维超薄结构进行组装和转移,实现基于二维过渡金属硫属化合物超薄磁性结构的自旋电子器件的构筑。

项目摘要

二维固体是指具有单原子层或少数原子层厚度的二维纳米结构材料,近年来以其极高的比表面积和独特的限域电子结构特征吸引了广泛的研究。在本项目实施过程中,项目负责人利用表面化学法对过渡金属硫属化合物二维固体的自旋结构开展了系统的研究,同时拓展了自旋和电子输运,催化性能的研究,取得了系列成果。实现了二维固体自旋结构的表面化学法调控:提出了通过表面掺杂、缺陷、表面吸附和层间范德华力等方法来调控二维固体的自旋结构;进而优化了二维超薄结构在磁、电和催化方面的性能。该项目展现了二维固体在信息和能源相关领域的广泛应用前景。基于以上研究,负责人以第一或通讯作者身份在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc. (2篇), Angew. Chem. Int. Ed. (2篇), Adv. Mater. (2篇), Chem等化学、材料重要期刊发表相关研究论文9篇,应邀为JACS撰写Perspective综述论文。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
5

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020

郭宇桥的其他基金

相似国自然基金

1

强磁场下二维过渡金属硫属化合物类石墨烯结构的本征磁性调控规律研究

批准号:U1432133
批准年份:2014
负责人:吴长征
学科分类:A3205
资助金额:76.00
项目类别:联合基金项目
2

基于二维过渡金属硫属化合物的纳米结构中的磁性研究

批准号:11504326
批准年份:2015
负责人:林现庆
学科分类:A2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

二维新型过渡金属硫属化合物短周期平面超晶格的热输运性质调控研究

批准号:51906097
批准年份:2019
负责人:王慧敏
学科分类:E0603
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

过渡金属硫族化合物超薄薄膜制备和物理性质研究

批准号:11504196
批准年份:2015
负责人:宋灿立
学科分类:A2004
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目