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 (250 Francie, garant, domácí), Martin FRIÁK (203 Česká republika, domácí), Petr PAZOUREK (203 Česká republika, domácí), Sy Nguyen PHAM (704 Vietnam, domácí), Quynh Nhu Thi TRAN (704 Vietnam, domácí), Michal KIABA (703 Slovensko, domácí), Kristýna GAZDOVÁ (203 Česká republika, domácí) a Jana PAVLŮ (203 Česká republika, domácí)

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: 3.900 v roce 2022

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001208007500001

Klíčová slova anglicky

2D; nanomaterials; ferromagnetism; magnetic semiconductors; defects

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 4. 10. 2024 10:03, 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
90110, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab
90140, velká výzkumná infrastruktura
Název: e-INFRA CZ