Room-temperature ferromagnetism and piezoelectricity in metal-free 2D semiconductor crystalline carbon nitride

居里温度 材料科学 铁磁性 铁磁材料性能 压电 半导体 磁性半导体 凝聚态物理 光电子学 纳米技术 复合材料 磁化 磁场 物理 量子力学
作者
Yong Wang,Dingyi Yang,Wei Xu,Yongjie Xu,Yu Zhang,Zixuan Cheng,Yizhang Wu,Xuetao Gan,Wei Zhong,Yan Liu,Genquan Han,Yue Hao
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (6): 5670-5679 被引量:7
标识
DOI:10.1007/s12274-024-6491-y
摘要

Two-dimensional (2D) materials that combine ferromagnetic, semiconductor, and piezoelectric properties hold significant potential for both fundamental research and spin electronic devices. However, the majority of reported 2D ferromagnetic-semiconductor-piezoelectric materials rely on d-electron systems, which limits their practical applications due to a Curie temperature lower than room temperature (RT). Here, we report a high-crystallinity carbon nitride (CCN) material based on sp-electrons using a chemical vapor deposition strategy. CCN exhibits a band gap of 1.8 eV and has been confirmed to possess substantial in-plane and out-of-plane piezoelectricity. Moreover, we acquired clear evidences of ferromagnetic behavior at room temperature. Extensive structural characterizations combined with theoretical calculations reveal that incorporating structural oxygen into the highly ordered heptazine structure causes partial substitution of nitrogen sites, which is primarily responsible for generating room-temperature ferromagnetism and piezoelectricity. As a result, the strain in wrinkles can effectively modulate the domain behavior and piezoelectric potential at room temperature. The addition of RT ferromagnetic-semiconductor-piezoelectric material based on sp-electrons to the family of two-dimensional materials opens up numerous possibilities for novel applications in fundamental research and spin electronic 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
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
大个应助夏季芭乐啥呢采纳,获得10
刚刚
小石头完成签到,获得积分10
刚刚
li完成签到,获得积分10
1秒前
蓝天雨水完成签到,获得积分20
1秒前
孜然西瓜完成签到,获得积分10
1秒前
小小发布了新的文献求助30
1秒前
YH发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
哇嘞发布了新的文献求助10
2秒前
桐桐应助曾经阁采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助勤恳寄凡采纳,获得10
3秒前
zzz发布了新的文献求助10
3秒前
Jenny发布了新的文献求助10
3秒前
趴一会完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
vezenan发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
YH完成签到,获得积分10
7秒前
早点下班给早点下班的求助进行了留言
7秒前
7秒前
英勇翠琴发布了新的文献求助10
8秒前
狄淇儿完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
JamesPei应助不可靠月亮采纳,获得10
9秒前
英姑应助刘荣鑫采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
石头发布了新的文献求助10
10秒前
liuzhuohao应助birch采纳,获得10
10秒前
李爱国应助我cr采纳,获得10
12秒前
平淡夏天应助yz采纳,获得10
12秒前
afeifei发布了新的文献求助10
12秒前
YY发布了新的文献求助10
12秒前
如约而至完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
yxl52发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7250466
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873100
关于积分的说明 18727166
捐赠科研通 6930093
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199083
关于科研通互助平台的介绍 2374214
邀请新用户注册赠送积分活动 2173774