Lorsque les matériaux magnétiques sont nanométriques au moins dans une dimension, l'effet de surface domine souvent les comportements statiques et de transport en raison de l'ordre limité à longue distance et de la symétrie de translation brisée. Les perturbations de la longueur de corrélation spin-spin et les structures de coordination de spin imparfaites font des matériaux magnétiques de faible dimension une plate-forme idéale pour explorer le magnétisme dans des dimensions réduites. Matériaux de faible dimension, en particulier ceux en deux dimensions (2-D) posent un plat conceptuel pour mécaniquement flexible, dispositifs ingénieries et biocompatibles avec des fonctionnalités complexes via une modélisation ou un assemblage à des objets intégrés.

En tant qu'ordre antiferromagnétique typique à deux sous-réseaux, fluorures de type rutile MF 2 (M=Mn, Fe, et Co) se sont avérés très utiles dans le cadre de la spintronique antiferromagnétique, surtout dans la gamme THz avec manipulation optique. Cependant, il reste un défi d'initier et de maintenir l'aptitude au traitement en solution des fluorures d'une manière prévisible, manière contrôlée et déterministe, en laissant quelques informations instructives non clarifiées, comme l'importance de l'effet de taille, et comment fonctionne l'interaction subtile entre l'arrangement de spin de surface et les transitions de phase.

Dans un nouveau document de recherche publié dans le journal basé à Pékin Revue scientifique nationale , chercheurs de l'Université de Pékin, L'Université de Shenzhen et le National Institute for Materials Science (NIMS) rapportent une proposition de passivation asymétrique pour contrôler la dimension des nanocristaux de fluorures. Dans leurs protocoles, quatre types de tensioactifs, c'est-à-dire l'acide oléique (OAc), oléylamine (OAm), la tétraéthylènepentamine (TEPA) et l'alcool oléylique (OAl) sont évalués par des méthodes de théorie fonctionnelle de la densité (DFT) pour clarifier leur rôle dans le contrôle du mode de croissance.

« D'après les résultats du calcul, un coiffage préférentiel sur la facette (001) est retrouvé dans toutes les molécules évaluées, révélant que la direction de croissance de l'axe c est entravée. Outre, l'adsorption asymétrique des facettes {110} avec blocage ultérieur sert d'origine à la formation de bâtonnets dans une direction perpendiculaire à la facette (110) ou (1-10) lorsque OAc, Les molécules OAm et OAl sont utilisées, " déclarent les chercheurs.

"Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les prédictions théoriques, où FeF 2 on obtient des nanocristaux avec des orientations cristallines bien définies, " ajoutent-ils.

Les auteurs ont en outre introduit un spectre de photoélectrons à rayons X à haute résolution, spectrométrie Mössbauer 57Fe sans recul, la microscopie électronique à balayage annulaire à fond noir à grand angle et leurs cartes élémentaires correspondantes, et la spectroscopie de perte d'énergie électronique pour discriminer les informations de surface et de phase. Une éventuelle manière de piéger l'oxygène a été vérifiée, ce qui affecte grandement le comportement magnétique du système.

« Une couche de surface semblable à un verre de spin en grappe est identifiée à partir de la symétrie de translation perturbée à la surface, qui exerce un moment FM épinglé sur le noyau de l'AFM. Un biais d'échange positif anormal HE et une température de transition de phase magnétique améliorée sont observés en raison des interactions entre les moments FM épinglés et les paramètres d'ordre structurel associés, qui est qualifié dans le cadre de la théorie de Landau, ", précisent les chercheurs.

"Ces nanocristaux de fluorures de haute qualité sont de bons candidats pour les dispositifs et capteurs antiferromagnétiques flexibles, " ajoutent-ils.

"De plus, nous pensons que cette approche de direction anisotrope du processus de croissance ouvrira la voie à la synthèse en solution d'autres nanocristaux d'halogénures de faible dimension pour la spintronique émergente, comme le 2-D FeCl 2 et CrI 3 .", prédisent les chercheurs.