Environmental stability and oxidation behavior of Cr2Ge2Te6

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • A. Koitzsch - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • C. Habenicht - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • M. Knupfer - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • S. Selter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • S. Aswartham - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • B. Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • H. K. Singh - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Paris Lodron Universität Salzburg (Autor:in)
  • M. Richter - , Dresden Center for Computational Materials Science (DCMS), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Some layered magnetic materials like Cr2Ge2Te6 sustain magnetic long range order even in the atomically thin limit and have sparked intense research efforts to implement them in nano-spintronic devices. On the other hand, there are serious practical obstacles to such plans due to their poor environmental stability. In order to actively prevent rapid degradation a microscopic understanding of the involved reactions and energy scales is needed. Here we perform an in-depth investigation of the Cr2Ge2Te6 surface by X-ray photoemission spectroscopy in combination with density functional theory. We find that the surface degradation is driven by germanium oxidation. Tellurium oxidation proceeds in two steps involving an intermediate state of partial oxidation. Oxidation starts rapidly at the fresh surface but slows down afterwards continuously. Our results single out germanium and its vicinity as the main driver of the initial steps of surface degradation of Cr2Ge2Te6. Future strategies to enhance the lifetime of the Cr2Ge2Te6 surface or thin flakes should, therefore, concentrate on the chemical or physical passivation of those.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer164967
FachzeitschriftApplied Surface Science
Jahrgang719
PublikationsstatusVeröffentlicht - 28 Feb. 2026
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • 2D materials, CrGeTe, DFT, Environmental stability, Oxidation, XPS