Degradation Chemistry and Kinetic Stabilization of Magnetic CrI3

化学 碘化物 反应速率常数 水解 降级(电信) 无定形固体 甲酸 无机化学 光化学 化学工程 动力学 有机化学 电信 物理 量子力学 计算机科学 工程类
作者
Taiming Zhang,Magdalena Grzeszczyk,Jing Li,Wei Yu,Haomin Xu,Peng He,Li‐Ming Yang,Zhizhan Qiu,Huihui Lin,Huimin Yang,Jian Zeng,Tao Sun,Zejun Li,Jishan Wu,Ming Lin,Kian Ping Loh,Chenliang Su,Kostya S. Novoselov,Alexandra Carvalho,Maciej Koperski,Jiong Lu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (12): 5295-5303 被引量:22
标识
DOI:10.1021/jacs.1c08906
摘要

The discovery of the intrinsic magnetic order in single-layer chromium trihalides (CrX3, X = I, Br, and Cl) has drawn intensive interest due to their potential application in spintronic devices. However, the notorious environmental instability of this class of materials under ambient conditions renders their device fabrication and practical application extremely challenging. Here, we performed a systematic investigation of the degradation chemistry of chromium iodide (CrI3), the most studied among CrX3 families, via a joint spectroscopic and microscopic analysis of the structural and composition evolution of bulk and exfoliated nanoflakes in different environments. Unlike other air-sensitive 2D materials, CrI3 undergoes a pseudo-first-order hydrolysis in the presence of pure water toward the formation of amorphous Cr(OH)3 and hydrogen iodide (HI) with a rate constant of kI = 0.63 day-1 without light. In contrast, a faster pseudo-first-order surface oxidation of CrI3 occurs in a pure O2 environment, generating CrO3 and I2 with a large rate constant of kCr = 4.2 day-1. Both hydrolysis and surface oxidation of CrI3 can be accelerated via light irradiation, resulting in its ultrafast degradation in air. The new chemical insights obtained allow for the design of an effective stabilization strategy for CrI3 with preserved optical and magnetic properties. The use of organic acid solvents (e.g., formic acid) as reversible capping agents ensures that CrI3 nanoflakes remain stable beyond 1 month due to the effective suppression of both hydrolysis and oxidation of CrI3.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
RR完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
沉静的乘风完成签到,获得积分10
2秒前
淳于白凝完成签到,获得积分0
3秒前
laa完成签到,获得积分10
3秒前
春风送暖完成签到,获得积分10
3秒前
清修发布了新的文献求助10
4秒前
WWWUBING完成签到,获得积分10
5秒前
3080完成签到 ,获得积分10
6秒前
Titi完成签到 ,获得积分10
6秒前
无止完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
chenying完成签到 ,获得积分0
9秒前
wei完成签到,获得积分10
10秒前
zhangj696完成签到,获得积分10
12秒前
科研助理发布了新的文献求助10
12秒前
提莫蘑菇完成签到,获得积分10
12秒前
Leila完成签到,获得积分10
13秒前
合适的自行车完成签到 ,获得积分10
13秒前
CodeCraft应助艺阳采纳,获得10
15秒前
机智的阿振完成签到,获得积分10
15秒前
LS完成签到,获得积分10
19秒前
神厨小福桂完成签到 ,获得积分10
20秒前
丰富的澜完成签到 ,获得积分10
20秒前
专一的砖头完成签到,获得积分20
21秒前
automan发布了新的文献求助20
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
陈陈要毕业完成签到 ,获得积分10
23秒前
忐忑的中心完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI6应助舒适的采波采纳,获得10
23秒前
谦让汝燕完成签到,获得积分10
24秒前
伶俐的千凡完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
q1nzang完成签到 ,获得积分10
26秒前
李健应助xyzdmmm采纳,获得10
26秒前
春风送暖发布了新的文献求助20
28秒前
蝈蝈发布了新的文献求助10
29秒前
LYB完成签到 ,获得积分10
29秒前
高分求助中
(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
Iron toxicity and hematopoietic cell transplantation: do we understand why iron affects transplant outcome? 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1021
Teacher Wellbeing: Noticing, Nurturing, Sustaining, and Flourishing in Schools 1000
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5482688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4583423
关于积分的说明 14389513
捐赠科研通 4512664
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2473166
邀请新用户注册赠送积分活动 1459251
关于科研通互助平台的介绍 1432861