科研团队发明全新的二维层状质料家属
科研团队发明全新的二维层状质料家属
CVD发展二维层状MoSi2N4
克日，《科学》杂志在线颁发了新型二维质料方面的最新希望——二维层状MoSi2N4质料的化学气相沉积，该希望的研究团队来自中国科学院金属研究所沈阳质料科学国度研究中心先进炭质料研究部。
据相识，以石墨烯为代表的二维范德华层状质料具有奇特的电学、光学、力学、热学等性质，在电子、光电子、能源、情况、航空航天等规模具有辽阔的应用前景。今朝遍及研究的二维层状质料，如石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等，均存在已知的三维母体质料。摸索不存在已知三维母体质料的二维层状质料，可极大拓展二维质料的物性和应用，具有重要的科学意义和实用代价。
2015年，金属所沈阳质料科学国度研究中心研究员任文才、成会明团队发现了双金属基底化学气相沉积（CVD）要领，制备出了多种差异布局的非层状二维过渡金属碳化物晶体，如正交Mo2C、六方WC和立方TaC，并发明超薄Mo2C为二维超导体（Nature Materials, 2015）。然而受外貌能约束，富含外貌悬键的非层状质料倾向于岛状发展，因此难以获得厚度均一的单层质料。
该团队最近研究发明，在CVD发展非层状二维氮化钼的进程中，引入硅元素可以钝化其外貌悬键，从而制备出一种不存在已知母体质料的全新的二维范德华层状质料MoSi2N4，并得到了厘米级单层薄膜。单层MoSi2N4包括N-Si-N-Mo-N-Si-N 7个原子层，可以当作是由两个Si-N层夹持单层MoN（N-Mo-N）组成。回收雷同要领，还制备出了单层WSi2N4。
在此基本上，他们与金属所陈星秋研究组和孙东明研究组相助，发明单层MoSi2N4具有半导体性质（带隙约1.94 eV）和优于MoS2的理论载流子迁移率，还表示出优于MoS2等单层半导体质料的力学强度和不变性；并通过理论计较预测出了十多种与单层MoSi2N4具有沟通布局的二维层状质料，包括差异带隙的半导体、金属和磁性半金属等。
该事情不只开辟了全新的二维层状MoSi2N4质料家属，拓展了二维质料的物性和应用，并且开发了制备全新二维范德华层状质料的研究偏向，为得到更多新型二维质料提供了新思路。
相关论文信息：https://science.sciencemag.org/content/369/6504/670
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