成果介绍

二维过渡金属卤化物由于其厚度依赖和静电可调的磁性而最近引起了极大的研究关注。然而，这类材料具有高度的化学反应活性，这会导致在环境条件下数秒内发生不可逆降解和灾难性溶解，严重限制了后续的表征、加工和应用。

有鉴于此，近日，美国西北大学Mark C. Hersam教授团队通过组装非共价有机缓冲层苝四甲酸二酐(PTCDA)（为随后的氧化铝ALD提供模板），赋予了原型过渡金属卤化物CrI₃长期环境稳定性。X射线光电子能谱证明了非共价有机缓冲层的必要性，因为在没有PTCDA的情况下，CrI₃会与ALD前驱体发生有害的表面反应。正如磁光克尔效应测量所证实的那样，这种有机-无机封装方案将CrI₃中的长程磁性有序保持到单层极限。此外，本文还展示了环境条件下场效应晶体管、光电探测器和CrI₃热导率的光热测量。由于PTCDA蒸发和ALD氧化铝生长是可扩展的并且与传统的半导体制造兼容，这项工作为将过渡金属卤化物和相关二维磁性材料集成到预期的技术应用中提供了途径，包括自旋电子器件、非易失性存储器和量子信息处理等。

图文导读 

图1. CrI₃上氧化铝的ALD，没有有机缓冲层。

图2. CrI₃上的ALD，带有有机缓冲层。

图3. 原始和ALD封装的CrI₃的Cr 2p_3/2 XPS。

图4. 有/无有机缓冲层的ALD封装CrI₃的MOKE。

图5. 在环境条件下探测CrI₃的电子、光学和热学特性。

文献信息

Ambient-Stable Two-Dimensional CrI₃ via Organic-Inorganic Encapsulation

(ACS Nano, 2021, DOI:10.1021/acsnano.1c03498)

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03498