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
Jimmy_King完成签到 ,获得积分10
5秒前
tangzanwayne完成签到 ,获得积分10
5秒前
7秒前
心灵美草丛完成签到,获得积分10
8秒前
652183758完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
热带蚂蚁完成签到 ,获得积分10
11秒前
1002SHIB完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
nihaolaojiu完成签到,获得积分10
15秒前
sheetung完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
17秒前
洋洋发布了新的文献求助20
19秒前
lling完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
Lny发布了新的文献求助20
25秒前
孟寐以求完成签到 ,获得积分10
30秒前
1111完成签到 ,获得积分10
33秒前
su完成签到 ,获得积分0
35秒前
wBw完成签到,获得积分0
36秒前
耍酷寻双完成签到 ,获得积分10
45秒前
善良的蛋挞完成签到,获得积分10
46秒前
FFFFFF完成签到 ,获得积分10
48秒前
Moonchild完成签到 ,获得积分10
49秒前
陈M雯完成签到 ,获得积分10
51秒前
55秒前
枯叶蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
上官若男应助洋洋采纳,获得10
1分钟前
Judy完成签到 ,获得积分0
1分钟前
鱼儿游完成签到 ,获得积分10
1分钟前
迷你的夜天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
感性的俊驰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wr781586完成签到 ,获得积分10
1分钟前
eyu完成签到,获得积分10
1分钟前
airtermis完成签到 ,获得积分10
1分钟前
eeeeeeenzyme完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
1分钟前
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
网络安全 SEMI 标准 ( SEMI E187, SEMI E188 and SEMI E191.) 1000
Inherited Metabolic Disease in Adults: A Clinical Guide 500
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
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 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4612892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4017940
关于积分的说明 12436878
捐赠科研通 3700243
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2040634
邀请新用户注册赠送积分活动 1073400
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 957029