Magnetic Properties of Various Hybrid Metal Bromide Compounds BA2MBr4 (M = Pb, Mn, Cu, Pd, Co, Zn)
- 주제어 (키워드) Perovskite , Organic-inorganic halide perovskite , Crystal growth , Synthesis , Doping , Transition metal , Magnetism , 페로브스카이트 , 유-무기 할라이드 페로브스카이트 , 결정 성장 , 합성 , 도핑 , 전이 금속 , 자성
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 정명화
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 물리학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079743
- UCI I804:11029-000000079743
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
Hybrid metal halide compounds such as Ruddlesden-Popper hybrid halide perovskites have been receiving great interest due to their excellent optoelectronic properties and easily-tunable physical properties. While most studies focus on the optical properties, studying their magnetic properties can reveal the potential hybrid metal halides have as multifunctional magentic materials. In this investigation, we focus on the synthesis, structure, and magnetic properties of the compound BA2MBr4 where M indicates different metal ions. We observed significant changes in both structures and magnetic properties through the substitution of typical lead metal center with other transition metal ions. Contrast to the two-dimensional Ruddlesden-Popper perovskite structure of lead compounds, we found that some transition metal bromides form zero-dimensional materials consisted of metal halide tetrahedra. From the magnetic measurement data, we show that not only paramagnetic but also ferromagnetic and antiferromagnetic behaviors are achievable in hybrid metal bromides through careful selection of metal ions.
more초록 (요약문)
유-무기 Ruddlesden-Popper 페로브스카이트와 같이 유기물과 무기물이 모두 들어가 있는 하이브리드 금속 할라이드 물질은 뛰어난 광전자 특성과 물리적 특성을 쉽게 조절할 수 있다는 점 등의 장점 덕분에 각광을 받고 있다. 지금까지 이루어진 하이브리드 금속 할라이드 물질의 연구는 광학적 성질을 중점으로 이루어졌으나, 이러한 물질들의 자기적 특성을 연구하는 것을 통해 다용도 자기 물질로서의 잠재성을 드러낼 수 있다. 본 연구에서는 BA2MBr4 (M은 다양한 금속이온을 나타냄)의 화학식을 가지는 물질의 합성, 구조 및 자기적 특성을 집중적으로 연구했다. 일반적으로 사용되는 납 이온을 다양한 전이 금속 이온으로 치환하는 과정을 통해 중대한 구조적 및 자기적 성질 변화를 확인할 수 있었다. 2차원 Ruddlesden-Popper 구조를 가지는 다른 납 화합물과는 달리 몇몇 전이 금속들은 정사면체 형태의 금속 할라이드 구조를 가지는 0차원 물질을 형성하는 것을 확인하였다. 또한, 합성된 물질들의 자기적 특성 측정을 통해 하이브리드 금속 할라이드 물질을 이루는 금속 이온을 세심하게 선택하여 상자성뿐만이 아니라 강자성, 반강자성 등의 자기적 특성을 끌어낼 수 있음을 보였다.
more목차
1 Introduction 12
1.1 Ruddlesden-Popper halide perovskites 12
1.2 Zero-dimensional transition metal halides 18
2 Theory 21
2.1 Curie-Weiss law 21
2.2 Magnetic exchange interactions 26
3 Experimental methods 29
3.1 Single crystal growth 29
3.2 X-ray diffraction measurements 31
3.3 Optical measurements 31
3.4 X-ray photoelectron spectroscopy measurements 33
3.5 Magnetic measurements 33
4 Ruddlesden-Popper halide perovskites 35
4.1 Synthesis 35
4.2 Structural data 36
4.3 Optical measurements 41
4.4 Magnetic measurements 45
5 Zero-dimensional transition metal halides 54
5.1 Synthesis 54
5.2 Structural data 55
5.3 Optical measurements 57
5.4 Magnetic measurements 59
6 Conclusion 63
7 Reference 65
