Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Li Xiangyang de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China ha predicho teóricamente una serie de materiales multiferroicos que pueden aplicarse en entornos a temperatura ambiente utilizando el acoplamiento de espín dp combinado con simetría central. -romper heterociclos orgánicos en estructuras organometálicas bidimensionales (2D) basadas en Cr.
Los resultados se publican en Nano Letters .
Los materiales multiferroicos, caracterizados por la coexistencia de dos o tres órdenes ferroicos, se han convertido en una plataforma de investigación clave, impulsando avances en el almacenamiento de información, las tecnologías de detección, la electrónica y la conversión de energía. La llegada de los materiales 2D ha revitalizado el campo de los multiferroicos, prometiendo funcionalidades más delgadas, más eficientes y versátiles. Sin embargo, a pesar de los importantes avances en este campo, el número de multiferroicos 2D con magnetismo a temperatura ambiente sigue siendo notablemente bajo.
Para superar este desafío, los investigadores propusieron un enfoque novedoso para lograr multiferroicos 2D a temperatura ambiente en estructuras organometálicas (MOF) 2D mediante la explotación del acoplamiento de espín dp en combinación con ligandos heterocíclicos de seis miembros que rompen la simetría central.
Utilizando este método, investigaron 128 MOF 2D diferentes y descubrieron tres materiales multiferroicos únicos:Cr(1,2-oxazina)2 , Cr(1,2,4-triazina)2 y Cr(1,2,3,4-trazina)2 . Todos estos materiales exhiben tanto ferrimagnetismo como ferro/antiferroelectricidad a temperatura ambiente. Se cree que el orden ferrimagnético a temperatura ambiente surge del fuerte acoplamiento de espín directo dp entre cationes Cr y aniones ligando.
Específicamente, Cr(1,2-oxazina)2 exhibe propiedades ferroeléctricas, mientras que los dos últimos exhiben propiedades antiferroeléctricas. Sorprendentemente, cada uno de estos materiales posee barreras adecuadas para la conmutación de polarización.
"Nuestro estudio proporciona una plataforma prometedora para el diseño de materiales multiferroicos 2D a temperatura ambiente", afirmó el profesor Li Xiangyang.
Más información: Qingqing Feng et al, Una ruta hacia multiferroicos organometálicos bidimensionales a temperatura ambiente:la unión del acoplamiento de espín d – p y la ruptura de simetría de inversión estructural, Nano letras (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00210
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
