近日，北京大學侯仰龍教授課題組發展了一種基於晶面不對稱鈍化的合成方法，獲得了高質量的零維、一維及二維氟化物納米晶，研究成果發表在《國家科學評論》（National Science Review, NSR）。
金紅石型氟化物MF2（M = Mn, Fe及Co，四方晶系）是典型的2-亞格子反鐵磁體，近年來在自旋電子學領域得到廣泛關注。然而，可實現維度控制的液相合成方法尚未出現，合成所需的表面活性劑、氟前驅體及合成環境尚待探索。如能製備出高質量的納米尺度低維磁性材料，將對磁行為及輸運研究，以及具有複雜功能的柔性器件研發帶來幫助。
（a）金紅石型MF2（M = Mn，Fe和Co）中的磁相互作用。（b）TEPA分子在FeF2（001）表面的幾何優化構型的側視圖。（c）四種考察分子在FeF2（001），（100），（110）和（1-10）晶面的吸附能。
研究者使用密度泛函理論（DFT）評估了四種潛在表面配體對於FeF2特定晶面的吸附行為，由此從理論上預測，對特定晶面進行不對稱鈍化可能實現MF2的各向異性生長。在此基礎上，研究者合成了三種低維金紅石型MF2（M = Mn，Fe和Co）納米晶，實驗結果與理論評估高度吻合，獲得了高質量的零維、一維及二維氟化物納米晶。
針對產物的晶相和缺陷結構，研究者採用高分辨X射線光電子譜、57Fe穆斯堡爾譜、元素成像及電子能量損失譜等方法，考察了產物的表面及體缺陷信息，闡釋了體系氧元素的穩定方式。靜態及動態磁特性評估證實，表面效應左右了體系的整體磁行為，並檢測到異常磁滯、熱交換各向異性、增強的磁相變溫度等現象。
以上實驗數據表明，這種基於特定晶面不對稱鈍化的方法具有一定的普適性，作者認為文中提出的各向異性控制方法將為諸如FeCl2、FeBr2及CrI3等低維鹵化物納米晶的液相合成提供新的思路。
文章信息：
Anisotropic Fluoride Nanocrystals Modulated by Facet-specific Passivation and Their Disordered Surfaces. Ziyu Yang, Huihui Zhang, Junjie Xu, Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki, Yu-Jia Zeng, Shuangchen Ruan, Yanglong Hou, National Science Review
閱讀更多 知社學術圈 的文章
