超薄ZnS单晶纳米线:可控合成和室温铁磁特性
Guoxing Zhu1, Shuguang Zhang, Zheng Xu
1State Key Laboratory of Coordination Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China.
Journal of the American Chemical Society
|August 30, 2011
概括
统一的单晶硫化 (ZnS) 纳米线表现出内在的室温铁磁性. 这种由空缺引起的磁性,为新型自旋电子应用开辟了可能性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
背景情况:
- 制造高度均的单晶超薄硫化 (ZnS) 纳米线 (NW) 对于先进的电子和自旋电子应用至关重要.
- 了解纳米结构材料独特物理性质的起源,对于其技术发展至关重要.
研究的目的:
- 开发一种无催化剂的方法来合成均的单晶超薄 ZnS NWs.
- 调查这些ZnS NWs的内在铁磁性和其他不寻常的特性.
- 使用第一原则计算,阐明铁磁性在未使用兴奋剂的 ZnS NW 中的理论起源.
主要方法:
- 对于ZnS纳米线制造的无催化剂合体化学策略.
- 结构性质,光学性质和磁性质的表征.
- 第一个原则密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- 实现高度均的单晶 ZnS NWs (直径2纳米,长度高达10微米) 具有六边形相和优先 (001) 增长.
- 在室温下观察到内在铁磁性,大量的异性质晶格扩张,以及UV-V吸收的显著蓝色转移.
- DFT的计算证实了Zn空位诱导铁磁,S空位周围的未配对3p电子是磁矩的主要来源.
结论:
- 无催化剂的合体化学方法成功地产生了具有独特性质的均超薄ZnS NWs.
- 这些NWs中的内在铁磁性归因于Zn空缺,为旋转器件提供了潜力.
- 进一步增加Zn空隙度可以在没有显著的能源成本的情况下增强磁性.


