Novel 2D CaCl crystals with metallicity, room-temperature ferromagnetism, heterojunction, piezoelectricity-like property and monovalent calcium ions

石墨烯 材料科学 铁磁性 离子 氧化物 凝聚态物理 铁磁材料性能 异质结 化学工程 价(化学) 无机化学 纳米技术 光电子学 化学 磁场 有机化学 冶金 生物化学 量子力学 物理 工程类 磁化
作者
Lei Zhang,Guosheng Shi,Bingquan Peng,Pengfei Gao,Liang Chen,Ni Zhong,Liuhua Mu,Lijuan Zhang,Peng Zhang,Lu Gou,Yimin Zhao,Shanshan Liang,Jie Jiang,Zejun Zhang,Hongtao Ren,Xiaoling Lei,Ruobing Yi,Yue Qiu,Yufeng Zhang,Xing Liu,Minghong Wu,Yan Liu,Chun-Gang Duan,Shengli Zhang,Haiping Fang
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
被引量:15
标识
DOI:10.1093/nsr/nwaa274
摘要

Under ambient conditions, the only known valence state of calcium ions is +2, and the corresponding crystals with calcium ions are insulating and nonferromagnetic. Here, using cryo-electron microscopy, we report direct observation of two-dimensional (2D) CaCl crystals on reduced graphene oxide (rGO) membranes, in which the calcium ions are only monovalent (i.e. +1). Remarkably, metallic rather than insulating properties are displayed by those CaCl crystals. More interestingly, room-temperature ferromagnetism, graphene-CaCl heterojunction, coexistence of piezoelectricity-like property and metallicity, as well as the distinct hydrogen storage and release capability of the CaCl crystals in rGO membranes are experimentally demonstrated. We note that such CaCl crystals are obtained by simply incubating rGO membranes in salt solutions below the saturated concentration, under ambient conditions. Theoretical studies suggest that the formation of those abnormal crystals is attributed to the strong cation-π interactions of the Ca cations with the aromatic rings in the graphene surfaces. The findings highlight the realistic potential applications of such abnormal CaCl material with unusual electronic properties in designing novel transistors and magnetic devices, hydrogen storage, catalyzers, high-performance conducting electrodes and sensors, with a size down to atomic scale.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
形影不离发布了新的文献求助10
1秒前
阳光的日记本完成签到,获得积分10
2秒前
普通人发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
月亮发布了新的文献求助10
5秒前
luvebiubiu发布了新的文献求助30
6秒前
研友_VZG7GZ应助活力尔竹采纳,获得10
6秒前
焦野完成签到,获得积分10
6秒前
sandy完成签到,获得积分10
10秒前
打打应助普通人采纳,获得10
10秒前
英俊的铭应助林林林采纳,获得10
13秒前
14秒前
丘比特应助月亮采纳,获得10
15秒前
白云朵儿发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
隔壁老王完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
年轻的怀柔完成签到,获得积分10
21秒前
等待发夹完成签到,获得积分20
22秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
Ava应助纯情的碧玉采纳,获得10
24秒前
莱十一发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
28秒前
向上的赵给向上的赵的求助进行了留言
28秒前
科研通AI2S应助健壮的思柔采纳,获得10
30秒前
小蘑菇应助cc采纳,获得10
31秒前
WJY发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
小白不会下载完成签到 ,获得积分10
34秒前
天天快乐应助白云朵儿采纳,获得10
36秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2547813
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2176358
关于积分的说明 5603983
捐赠科研通 1897185
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946682
版权声明 565412
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503899