Atmospheric Pressure Synthesis of Ultrathin Monoclinic FeCr2S4 Crystals with Robust Antiferromagnetism

化学 单斜晶系 反铁磁性 相(物质) 铁磁性 自旋电子学 结晶学 成核 分析化学(期刊) 晶体结构 凝聚态物理 磁化 铁磁性 磁场 量子力学 物理 色谱法 有机化学
作者
Lei Liu,Yu Qin,Juanxia Wu,Jing Xia,Dong Wang,Liming Xie,Yuansha Chen,Liying Jiao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (23): 19614-19621 被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.5c00935
摘要

The synthesis of unconventional phases in two-dimensional (2D) materials can unlock unique properties not readily observed in their bulk counterparts. Recently, the naturally occurring monoclinic phase of FeCr2S4, which forms under extremely high pressure, has been discovered in meteorites. However, the properties of this unconventional phase have not yet been explored. Here, we have designed a phase-selective synthesis approach to grow 2D monoclinic FeCr2S4 crystals at atmospheric pressure under sulfur-deficient conditions, based on the sulfur content-dependent phase transition that we revealed. By combining theoretical calculations with transport measurements and variable-temperature polarized Raman spectroscopy, we revealed that the monoclinic phase of FeCr2S4 is an antiferromagnetic semiconductor with a thickness-independent Néel temperature (TN) of ∼240 ± 10 K (determined from the inflection point in the resistance-temperature curve), due to the nonlayered structure inherent to FeCr2S4. The robust antiferromagnetism in 2D monoclinic FeCr2S4 crystals allowed us to construct ferrimagnetic/antiferromagnetic junctions using FeCr2S4 crystals with different phases, which exhibited an exchange bias field of up to 228 Oe at 50 K. Furthermore, a magnetic tunnel junction (MTJ) fabricated with 2D FeCr2S4 showed a storage field window of 925 Oe at 50 K, surpassing conventional 2D layered heterostructures. The high-TN characteristics that are independent of thickness, coupled with a strong exchange bias effect, position 2D antiferromagnetic monoclinic FeCr2S4 crystals as a promising 2D component for future spintronic devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zwenng发布了新的文献求助10
刚刚
薄荷蓝完成签到,获得积分10
1秒前
Jamesliu完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
5秒前
yao关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
moneymonoo完成签到,获得积分20
7秒前
酷酷飞机发布了新的文献求助10
7秒前
zhmihep发布了新的文献求助10
9秒前
木木发布了新的文献求助10
9秒前
NGU发布了新的文献求助10
9秒前
jcx发布了新的文献求助10
10秒前
xunlux发布了新的文献求助10
10秒前
完美世界应助淡然的舞仙采纳,获得10
10秒前
白灼虾完成签到,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
moneymonoo发布了新的文献求助10
12秒前
加减法完成签到 ,获得积分10
13秒前
徐梓睿完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
小党完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
复方黄桃干完成签到 ,获得积分10
17秒前
辛勤的朝雪关注了科研通微信公众号
17秒前
18秒前
王博士完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
Akim应助zwenng采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
21秒前
小葡完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
ding应助YMY采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 1000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 981
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Elements of Evolutionary Genetics 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5454466
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4561823
关于积分的说明 14283673
捐赠科研通 4485699
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2456933
邀请新用户注册赠送积分活动 1447601
关于科研通互助平台的介绍 1422841