Strong Room-Temperature Ferromagnetism in Ultrathin NiOOH Nanosheets through Surfactant Manipulation

自旋电子学 材料科学 铁磁性 单层 纳米技术 制作 退火(玻璃) 分子束外延 磁化 凝聚态物理 外延 光电子学 图层(电子) 磁场 复合材料 医学 物理 替代医学 病理 量子力学
作者
Ziyi Zhang,Maciej P. Polak,Corey Carlos,Yutao Dong,Dane Morgan,Xudong Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (22): 22979-22989 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c08233
摘要

Two-dimensional (2D) ferromagnetic (FM) materials with nanoscale thickness and spontaneous net magnetization have emerged as a promising class of functional materials for applications in next-generation spintronics, quantum processing, and data storage devices. However, most 2D materials exhibit weak FM even at low temperatures, limiting their potential applications in many technological fields. The fabrication of strong room-temperature FM 2D materials is highly desirable for the development of practical applications. Here, we demonstrate an ionic layer epitaxy strategy to synthesize few-layered NiOOH nanosheets with strong room-temperature FM and a saturation magnetization up to 409.86 emu cm-3 at 300 K. The results are consistent with the ab initio predictions of a stable FM NiOOH nanolayer structure with an FM configuration. The FM strength of the NiOOH nanosheets can be tuned by controlling the surfactant monolayer density and annealing. This work offers a promising strategy for achieving strong high-temperature FM in 2D materials for spintronic applications.
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