J 2024

2D nature of magnetic states at SnO2 surfaces: a combined experimental and theoretical study

NGUYEN, Hoa Hong; Martin FRIÁK; Petr PAZOUREK; Sy Nguyen PHAM; Quynh Nhu Thi TRAN et. al.

Základní údaje

Originální název

2D nature of magnetic states at SnO2 surfaces: a combined experimental and theoretical study

Autoři

NGUYEN, Hoa Hong; Martin FRIÁK; Petr PAZOUREK ORCID; Sy Nguyen PHAM; Quynh Nhu Thi TRAN; Michal KIABA; Kristýna GAZDOVÁ a Jana PAVLŮ ORCID

Vydání

RSC Advances, Royal Society of Chemistry, 2024, 2046-2069

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10302 Condensed matter physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.600

Kód RIV

RIV/00216224:14310/24:00135881

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001208007500001

EID Scopus

2-s2.0-85191293225

Klíčová slova anglicky

2D; nanomaterials; ferromagnetism; magnetic semiconductors; defects

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 5. 11. 2024 16:08, Mgr. Pavla Foltynová, Ph.D.

Anotace

V originále

For undoped SnO2, room temperature ferromagnetism could be seen uniquely in 2-dimensional configurations, particularly in ultra-thin films (whose thickness is ideally below 100 nm). Both bulk samples and nano-powders of pristine SnO2 are diamagnetic, indicating that a 2D surface is a key point in shaping up the magnetic properties in SnO2. As a complement to our experiments, we have performed a series of quantum-mechanical calculations for the bulk rutile-structure SnO2 as well as its (001) and (101) surfaces. The calculations included several atomic configurations with and without vacancies in/under the studied surfaces. The stability of the non-magnetic ground state of rutile SnO2 bulk was cross-checked and confirmed by its phonon spectrum computed within the harmonic approximation. Regarding the surfaces, the bulk-like (001) surface containing Sn vacancies has turned out to be ferromagnetic, while the shift of Sn vacancies under the surface resulted in a more complex ferrimagnetic state. The bulk-like (001) surface without vacancies and that with the O vacancies are predicted to be non-magnetic. Regarding the (101) surfaces, those terminated by a single layer of oxygen atoms and those terminated by tin atoms are non-magnetic, while a surface terminated by two layers of oxygen has turned out to be ferromagnetic.

Návaznosti

EH22_008/0004572, projekt VaV
Název: Kvantové materiály pro aplikace v udržitelných technologiích
GA22-21547S, projekt VaV
Název: Původ feromagnetismu při pokojové teplotě v tenkých vrstvách nedopovaných polovodičových oxidů typu d0
Investor: Grantová agentura ČR, Původ feromagnetismu při pokojové teplotě v tenkých vrstvách nedopovaných polovodičových oxidů typu d0
MUNI/A/1575/2023, interní kód MU
Název: Metody chemické a fyzikálně-chemické analýzy pro studium přírodních a syntetických materiálů.
Investor: Masarykova univerzita, Metody chemické a fyzikálně-chemické analýzy pro studium přírodních a syntetických materiálů.
90110, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab
90140, velká výzkumná infrastruktura
Název: e-INFRA CZ