Un groupe de recherche dirigé par le professeur Li Xiangyang des instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a théoriquement prédit une série de matériaux multiferroïques pouvant être appliqués dans des environnements à température ambiante en utilisant le couplage de spin d-p combiné à la symétrie centrale. -casser les hétérocycles organiques dans des structures organométalliques bidimensionnelles (2D) à base de Cr.
Les résultats sont publiés dans Nano Letters .
Les matériaux multiferroïques, caractérisés par la coexistence de deux ou trois ordres ferroïques, sont devenus une plateforme de recherche clé, favorisant les progrès dans les domaines du stockage de l'information, des technologies de détection, de l'électronique et de la conversion d'énergie. L’avènement des matériaux 2D a revitalisé le domaine des multiferroïques, promettant des fonctionnalités plus fines, plus efficaces et plus polyvalentes. Cependant, malgré des progrès significatifs dans ce domaine, le nombre de multiferroïques 2D dotés d'un magnétisme à température ambiante reste particulièrement faible.
Pour surmonter ce défi, les chercheurs ont proposé une nouvelle approche pour obtenir des multiferroïques 2D à température ambiante dans des structures organométalliques (MOF) 2D en exploitant le couplage de spin d-p en combinaison avec des ligands hétérocycliques à six chaînons brisant la symétrie centrale.
En utilisant cette méthode, ils ont étudié 128 MOF 2D différents et découvert trois matériaux multiferroïques uniques :Cr(1,2-oxazine)2 , Cr(1,2,4-triazine)2 , et Cr(1,2,3,4-trazine)2 . Tous ces matériaux présentent à la fois du ferrimagnétisme et de la ferro/antiferroélectricité à température ambiante. On pense que l'ordre ferrimagnétique à température ambiante résulte du fort couplage de spin direct d-p entre les cations Cr et les anions ligands.
Plus précisément, Cr(1,2-oxazine)2 présente des propriétés ferroélectriques, tandis que les deux derniers présentent des propriétés antiferroélectriques. De manière impressionnante, chacun de ces matériaux possède des barrières appropriées pour la commutation de polarisation.
"Notre étude fournit une plate-forme prometteuse pour la conception de matériaux multiferroïques 2D à température ambiante", a déclaré le professeur Li Xiangyang.
Plus d'informations : Qingqing Feng et al, Une route vers des multiferroïques organométalliques bidimensionnels à température ambiante :le mariage du couplage de spin d–p et de la rupture de symétrie d'inversion structurelle, Nano Letters (2024). DOI :10.1021/acs.nanolett.4c00210
Informations sur le journal : Lettres nano
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
