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Magnetic properties of (Mn, Co, Ce) - doped two-dimensional Ruddlesden-Popper halide perovskites

초록

페로브스카이트는 뛰어난 광학 특성으로 많은 관심을 받아왔다. 페로브스카이트에 자성을 도입하려는 최근의 시도는 효율적인 빛 제어 자기 장치의 가능성을 제공한다. 이러한 제안에는 자기 페로브스카이트 또는 자기적으로 도핑된 페로브스카이트의 기본적인 자기 특성에 대한 조사가 필요하다. 특히 2차원 할로겐화 페로브스카이트는 자기 성질의 관점에서 거의 연구되지 않았다. 이에 코발트, 망간, 세륨 등의 자성 이온을 도핑하여 2D Pb 기반의 할로겐화물 페로브스카이트에 자성을 도입하고자 하였다. 우리는 온도 및 외부자기장에 따른 물질의 자성을 측정하고 퀴리-와이스 법칙을 사용하여 자기 데이터를 분석했다. 여기서 도핑 원소 및 층 수에 따라 상이한 자성특성을 관찰했다. 특히 세륨이 도핑된 페로브스카이트는 코발트, 망간이 도핑된 페로브스카이트와 비교해 가장 눈에 띄는 차이를 보였다.

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초록

Perovskites have received a lot of attention due to their excellent optical properties. Recent attempts to introduce magnetism into perovskites offer the potential for efficient light-controlled magnetic devices. Such an offer has required investigation of the fundamental magnetic properties in magnetic perovskites or magnetically doped perovskites. Especially, two-dimensional (2D) halide perovskites have been rarely studied in perspective of their magnetic properties. Therefore, we tried to introduce magnetism into 2D Pb-based halide perovskites by doping magnetic ions such as cobalt, manganese, and cerium. We measured the temperature- and field-dependent magnetization and analyzed the magnetic data by using the Curie-Weiss law and Brillouin function fits. We observed different field dependences in their paramagnetic responses depending on the doping elements and layer numbers. In particular, cerium-doped perovskites showed the most noticeable difference compared to cobalt- and manganese-doped ones.

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