2次元Fe3O4の構造

Hubbard補正密度機能理論（DFT+U）計算と組み合わせて表面X線回折を使用して、Ag（100）で成長した極薄酸化酸化酸化酸化相の構造を調査しました。このフィルムは、四面体調整されたFe3+の2つの密集層とFe3O4の全体的な化学量論の間に挟まれた八面体調整されたFe2+の1つの密集した層で構成される新しい構造を示しています。構造は酸化鉄相とは異なり、銀基質との結合が弱いため、相この二次元酸化物として分類する必要があることを提案します。化学的および物理的特性は、原子層間の予測される電荷順序のおかげで潜在的に興味深いものであり、バルクフェライトスピネルとの類似性は、さまざまな電子、光学、および化学的特性を備えた2次元上昇酸化物のクラス全体の合成の可能性を示唆しています。

We have investigated the structure of an ultrathin iron oxide phase grown on Ag(100) using surface x-ray diffraction in combination with Hubbard-corrected density functional theory (DFT+U) calculations. The film exhibits a novel structure composed of one close-packed layer of octahedrally coordinated Fe2+ sandwiched between two close-packed layers of tetrahedrally coordinated Fe3+ and an overall stoichiometry of Fe3O4. As the structure is distinct from bulk iron oxide phases and the coupling with the silver substrate is weak, we propose that the phase should be classified as a metastable two-dimensional oxide. The chemical and physical properties are potentially interesting, thanks to the predicted charge ordering between atomic layers, and analogy with bulk ferrite spinels suggests the possibility of synthesis of a whole class of two-dimensional ternary oxides with varying electronic, optical, and chemical properties.