Room-temperature ferromagnetism and piezoelectricity in metal-free 2D semiconductor crystalline carbon nitride
Notice bibliographique
Résumé
Two-dimensional (2D) materials that combine ferromagnetic, semiconductor, and piezoelectric properties hold significant potential for both fundamental research and spin electronic devices. However, the majority of reported 2D ferromagnetic-semiconductor-piezoelectric materials rely on d-electron systems, which limits their practical applications due to a Curie temperature lower than room temperature (RT). Here, we report a high-crystallinity carbon nitride (CCN) material based on sp-electrons using a chemical vapor deposition strategy. CCN exhibits a band gap of 1.8 eV and has been confirmed to possess substantial in-plane and out-of-plane piezoelectricity. Moreover, we acquired clear evidences of ferromagnetic behavior at room temperature. Extensive structural characterizations combined with theoretical calculations reveal that incorporating structural oxygen into the highly ordered heptazine structure causes partial substitution of nitrogen sites, which is primarily responsible for generating room-temperature ferromagnetism and piezoelectricity. As a result, the strain in wrinkles can effectively modulate the domain behavior and piezoelectric potential at room temperature. The addition of RT ferromagnetic-semiconductor-piezoelectric material based on sp-electrons to the family of two-dimensional materials opens up numerous possibilities for novel applications in fundamental research and spin electronic devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».