Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Intrinsic valley polarization in 2D magnetic MXenes: surface engineering induced spin-valley coupling

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F21%3A10438743" target="_blank" >RIV/00216208:11310/21:10438743 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=jBSi61j8BT" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=jBSi61j8BT</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d1tc02837e" target="_blank" >10.1039/d1tc02837e</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Intrinsic valley polarization in 2D magnetic MXenes: surface engineering induced spin-valley coupling

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Generating valley polarization for valleytronics applications requires breaking the inversion symmetry of two-dimensional (2D) hexagonal crystals. As such, 2D MXenes naturally lose their inversion symmetry upon surface functionalization, thereby opening up new design opportunities for controlling their physical and chemical properties. However, no spin-valley couplings have been proposed for magnetic MXenes thus far. Herein, we demonstrate that surface engineering not only breaks the inversion symmetry of 2D MXenes but also induces valley polarizations with diverse magnetic orders, including ferromagnetism, ferrimagnetism and antiferromagnetism. Using Cr2C-based MXenes as prototypes, our theoretical calculations showed that Janus MXenes Cr2COX (X = F, Cl and OH) are excellent candidates for ferrovalley materials, especially Cr2COF, which has a strong valley polarization of 334 meV and a high Curie temperature of 1146 K. Concurrently, Cr2C-based MXenes with mixed functionalizations (Cr2CO0.75F1.25 and Cr2CO1.25F0.75) displayed properties of ferrivalley and ferrovalley semiconductors, with 11 and 15 meV valley splitting, respectively. In other magnetic MXenes, surface engineering also induced valley properties, as shown by the new bipolar antiferrovalley identified in Cr2TiC2FCl MXene. Therefore, our study is the first proposal of an experimentally viable approach (i.e., surface engineering) for generating valley polarization in 2D MXenes by breaking their inversion symmetry while simultaneously providing a computational paradigm for probing other 2D nanomaterials with potential applications in valleytronics.

  • Název v anglickém jazyce

    Intrinsic valley polarization in 2D magnetic MXenes: surface engineering induced spin-valley coupling

  • Popis výsledku anglicky

    Generating valley polarization for valleytronics applications requires breaking the inversion symmetry of two-dimensional (2D) hexagonal crystals. As such, 2D MXenes naturally lose their inversion symmetry upon surface functionalization, thereby opening up new design opportunities for controlling their physical and chemical properties. However, no spin-valley couplings have been proposed for magnetic MXenes thus far. Herein, we demonstrate that surface engineering not only breaks the inversion symmetry of 2D MXenes but also induces valley polarizations with diverse magnetic orders, including ferromagnetism, ferrimagnetism and antiferromagnetism. Using Cr2C-based MXenes as prototypes, our theoretical calculations showed that Janus MXenes Cr2COX (X = F, Cl and OH) are excellent candidates for ferrovalley materials, especially Cr2COF, which has a strong valley polarization of 334 meV and a high Curie temperature of 1146 K. Concurrently, Cr2C-based MXenes with mixed functionalizations (Cr2CO0.75F1.25 and Cr2CO1.25F0.75) displayed properties of ferrivalley and ferrovalley semiconductors, with 11 and 15 meV valley splitting, respectively. In other magnetic MXenes, surface engineering also induced valley properties, as shown by the new bipolar antiferrovalley identified in Cr2TiC2FCl MXene. Therefore, our study is the first proposal of an experimentally viable approach (i.e., surface engineering) for generating valley polarization in 2D MXenes by breaking their inversion symmetry while simultaneously providing a computational paradigm for probing other 2D nanomaterials with potential applications in valleytronics.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/EF15_003%2F0000417" target="_blank" >EF15_003/0000417: Centrum pro cílenou syntézu a aplikace perspektivních materiálů</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Materials Chemistry C

  • ISSN

    2050-7526

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    9

  • Číslo periodika v rámci svazku

    34

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    10

  • Strana od-do

    11132-11141

  • Kód UT WoS článku

    000678754000001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85114280338