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,Yinwei Qiu,Yufeng Zhang,Xing Liu,Minghong Wu,Long Yan,Chun‐Gang Duan,Shengli Zhang,Haiping Fang
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
被引量:28
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.

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
pluto应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
CipherSage应助123采纳,获得10
1秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
冷静丸子完成签到 ,获得积分10
1秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Shuy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
二十二应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
g_f发布了新的文献求助10
3秒前
Shuy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
二十二应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
天真宛筠发布了新的文献求助10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Ky_Mac应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5409561
关于积分的说明 15345443
捐赠科研通 4883805
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625357
邀请新用户注册赠送积分活动 1574182
关于科研通互助平台的介绍 1531108