【材料】孙瑞锦等人Nat Commun：类气凝胶层状超晶格中的超强各向异性及层间解耦特征- 大数跨境

【材料】孙瑞锦等人Nat Commun：类气凝胶层状超晶格中的超强各向异性及层间解耦特征

X-MOL资讯

2023-11-04

导读：中国地质大学（北京）数理学院青年教师孙瑞锦联合中科院物理所、华中科技大学以及剑桥大学卡文迪许实验室团队，设计并合成了一种由NbSe2和高多孔氢氧化物交替层组成的特殊超晶格，并证明了在此块体材料中实现层

自石墨烯被发现以来，原子层级别厚度的二维材料引起了学界的广泛关注。与普通块体材料相比，单层材料因其层间的完全解耦，其电子和声子呈现出完全的二维化行为特征，显示出丰富多样的新奇物性。然而由于所有原子都直接暴露在外界环境中，单层材料大多不具有化学与环境稳定性，再考虑到样品制备工艺难度以及产率等方面因素，单层材料在科学研究与大规模生产应用等方面依然困难重重。而以上问题在块体材料中并不存在，因此人们非常希望找到一条在块体材料中实现层间解耦的途径，从而在块体材料中诱发本征的二维特性。

针对以上问题，中国地质大学（北京）数理学院青年教师孙瑞锦联合中科院物理所、华中科技大学以及剑桥大学卡文迪许实验室团队，设计并合成了一种由NbSe₂和高多孔氢氧化物交替层组成的特殊超晶格，并证明了在此块体材料中实现层间的完全解耦。具体表现在实验上，超晶格(NaOH)_0.5NbSe₂沿层间方向呈现出理想一维绝缘状态，这表明NbSe₂层之间实现了完全的电子解耦。振动（声子）的解耦则表现在拉曼光谱中的层间振动模式峰消失、比热容以爱因斯坦局域模式为主导、层间极低的结合能（接近石墨烯级别）以及极低的层间热导率（0.28 W/mK，约为NbSe₂ 的百分之二）。以上层间的解耦特性导致(NaOH)_0.5NbSe₂呈现出了与单层NbSe₂几乎完全相同的物理特性（文中以超导和电荷密度波有序为例），在块体材料中实现了真正的二维化。

图1. 材料层间解耦方案示意图

图2. 超晶格(NaOH)_0.5NbSe₂层间声子解耦表征

上述研究成果发表于国际权威期刊Nature Communications 上。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

High anisotropy in electrical and thermal conductivity through the design of aerogel-like superlattice (NaOH)_0.5NbSe₂

Ruijin Sun, Jun Deng, Xiaowei Wu, Munan Hao, Ke Ma, Yuxin Ma, Changchun Zhao, Dezhong Meng, Xiaoyu Ji, Yiyang Ding, Yu Pang, Xin Qian, Ronggui Yang, Guodong Li, Zhilin Li, Linjie Dai, Tianping Ying, Huaizhou zhao, Shixuan Du, Gang Li, Shifeng Jin & Xiaolong Chen

Nat. Commun., 2023, 14, 6689, DOI: 10.1038/s41467-023-42510-0

点击“阅读原文”，查看 化学 • 材料 领域所有收录期刊

【声明】内容源于网络

X-MOL资讯

“X-MOL资讯”隶属于X-MOL学术平台（官网x-mol.com），关注化学、材料、生命科学、医学等领域的学术进展与科研前沿，提供专业与深度的内容。公众号菜单还提供“期刊浏览”等强大功能，覆盖各领域上万种期刊的新近论文，支持个性化浏览。

内容 19833

粉丝 0

X-MOL资讯 “X-MOL资讯”隶属于X-MOL学术平台（官网x-mol.com），关注化学、材料、生命科学、医学等领域的学术进展与科研前沿，提供专业与深度的内容。公众号菜单还提供“期刊浏览”等强大功能，覆盖各领域上万种期刊的新近论文，支持个性化浏览。

总阅读8.1k

粉丝0

内容19.8k