中国科学家开创二维金属研究新领域

——创新范德华挤压技术实现二维金属的普适制备中国科学院物理研究所研究员张广宇团队发展了原子级制造的范德华挤压技术,制备出原子极限厚度的各种二维金属,完成二维家族的“一大块拼图”。相关研究成果于3月13日发表在《自然》杂志。审稿人一致评价:“开创了二维金属这一重要研究领域”,“代表二维材料研究领域的一个重大进展”。团队成员合影,张广宇(右三)、赵交交(右二)。受访者供图从“压缩饼干”中剥出“千层饼”二维材料的概念伴随着2004年单层石墨烯的发现而被提出,它的诸多新奇特性极大颠覆了人类对材料的认知,引领了凝聚态物理、材料科学等领域的突破性进展,拓展了基础研究和技术创新。在过去20年里,二维材料家族迅速扩大,目前实验可获得的二维材料达数百种,理论预测更达近2000种。然而,由占据元素周期表大半江山的金属构成的二维材料在家族中却一直缺席。原子极限厚度下二维金属有着广阔的应用前景,将会带来超微型低功耗晶体管、高频器件、柔性透明显示、超灵敏......阅读全文

利用化学气相沉积方法制备二维单层金属有机骨架单晶

  二维金属有机骨架(MOF)具有超高的比表面积和更多暴露活性位点,在分子传感、气体分离、催化和超导体等领域展现出应用潜力。制备具有原子厚度的高质量、大尺寸MOF晶体,特别是单层单晶,是MOF性质研究和应用的关键。然而,由于MOF块体晶体中片层本征的脆性和层间强的相互作用,二维MOF的制备存在结晶性

石墨烯材料探路二维材料“新世界”

尽管芯片制程已经一步步逼近物理极限,人们对集成电路性能和尺寸的要求却丝毫没有降低。基于新结构、新原理的二维半导体器件以其独特的性能,有望解决硅基器件面临的“瓶颈”。然而,二维材料超薄的厚度(原子级厚度)使其十分脆弱,加工制造过程中极易造成材料损伤或掺杂,从而导致器件实际性能与预期存在巨大差异。

科学家开发面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆

8月7日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所(以下简称上海微系统所)研究员狄增峰团队,在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得突破性进展,相关研究发表于《自然》。硅基集成电路是现代技术进步的基石,但在尺寸缩小方面面临着严峻的挑战。二维半导体材料具有高载流子迁移率和抑制短沟道效

二维非铅钙钛矿动力学机理研究取得新进展

   近日,中科院大连化物所复杂分子体系反应动力学研究组韩克利研究员带领团队在二维非铅钙钛矿材料动力学机理研究方面取得新进展,相关工作发表在《物理化学快报》上。  有机无机杂化钙钛矿材料具有吸收系数高、载流子扩散距离远以及合成简便等优点,被广泛用于光伏领域。然而,材料中含有的重金属铅会给生物和环境带

新型能动量匹配范德华异质结红外探测器出世

 近日,中国科学院上海技术物理研究所胡伟达、苗金水团队与北京大学彭海琳团队合作,提出将动量匹配和能带匹配(能动量匹配)的范德华异质结应用于红外探测,结果表明该器件设计可显著提高二维材料红外探测器量子效率,为研制高量子效率红外探测器提供了新方法。相关研究成果以Momentum-matching and

碲化铌展现下一代存储器材料前景

      美国东北大学研究人员验证了溅射技术在制造大面积二维范德华四硫属化物方面的潜在用途。利用这项技术,他们制造并鉴定了一种非常有前途的材料——碲化铌,它具有约447℃(起始温度)的超低熔点。这一成果发表在最近的《先进材料》杂志上。  相变存储器是一种非易失性存储器,它利用相变材料从非晶态(原子

科学家揭示新型准一维材料巨大面内光学各向异性

  复旦大学未来信息创新学院教授张荣君课题组深入研究了新型准一维范德华材料钽镍硒晶体(Ta2NiSe5)在可见光至红外波段的巨大面内光学各向异性,首次报道了目前已知范德华材料中最高的面内双折射值并阐明了其物理机制,为下一代偏振敏感光电子器件和集成光子学的设计与实现提供了新的线索。相关研究近日发表于《

科学家开发面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆

8月7日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所(以下简称上海微系统所)研究员狄增峰团队,在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得突破性进展,相关研究发表于《自然》。硅基集成电路是现代技术进步的基石,但在尺寸缩小方面面临着严峻的挑战。二维半导体材料具有高载流子迁移率和抑制短沟道效

复旦大学张远波课题组取得二维高温超导体研究进展

  近日,复旦大学物理学系、应用表面物理国家重点实验室张远波课题组在二维铜基超导体领域的研究取得进展。团队首次提供直接实验证据,证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性。北京时间10月31日凌晨,该项研究以《单层铋锶钙铜氧中的高温超导性》(“High-temperature

魔方“转”出新材料

诞生于工美学院的魔方,不仅数学家对之情有独钟,现在,材料学家也因为魔方找到研究思路。中科院宁波材料技术与工程研究所(简称宁波材料所)黄庆团队,通过以“化学剪刀”辅助的化学插层策略,为精确调控MAX相和MXene材料的原子构筑提供新路径,丰富了目标物质的元素组成和微观结构。3月17日,相关研究以《“化

物理所基于石墨烯/氧化物纳米结构的多态存储研究获进展

  随着计算机技术、互联网以及新型大众电子产品的高速发展,现有的存储技术已经不能完全满足人们对电子信息存储产品的要求,因此,迫切需要在存储技术方面取得突破,开发新一代的存储技术。电阻式随机存储器(RRAM)是基于电致电阻效应的一种新型存储器,因其结构简单、读写速度快、功耗低、可实

层状结构二硫化锡锂化反应的原位电镜观察

锂离子电池广泛应用于从个人电子产品到电动汽车等诸多储能领域。锂离子电池电极材料中最重要的一类是层状氧化物材料。在这种材料中,锂离子和金属离子嵌于氧化物结构中,锂离子在一定驱动力下可以嵌入和脱出结构。但实际情况下,锂离子的可循环脱出/嵌入量不超过特定阈值(对于LiCoO2,大约50%的Li能抽出)。与

新型锂离子固态电池电解质制备成功

近日,安徽大学教授朱满洲、康熙、朱凌云以及重庆大学教授唐青展开合作,发展了团簇晶体工程,构建了系列团簇二维晶态材料用作新型锂离子固态电池电解质,点亮了安徽大学灯牌。8月18日,相关工作在线发表于《自然-合成》。团簇二维晶态材料用作固态电池电解质。安徽大学供图晶体工程作为现代材料设计的核心技术,为功能

二维金属碳化物纳米片衍生物研究取得新进展

  近日,中科院大连化物所吴忠帅研究员带领二维材料与能源器件研究团队发展了一种同时氧化和碱化的新策略,一步法实现了二维金属碳化物纳米片(Ti3C2 MXene)向超薄钛酸钠或钛酸钾纳米带的转变,发现其具有优异的储钠和储钾性能。相关研究成果发表在美国化学会纳米期刊上。  MXene是一类新型二维金属碳

分子尺度实现二维有机材料电子学性质精确调控

   近日,南京大学电子科学与工程学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心的王欣然、施毅教授,中国人民大学季威教授,香港中文大学许建斌教授等课题组深入合作,在二维有机半导体的精确可控外延生长、输运性质调控和器件研究中取得突破性进展,相关研究成果于201

物理所揭示锯齿形边缘石墨烯纳米带中的电声子耦合效应

  具有锯齿形边缘结构的石墨烯纳米带(Z-GNR)由于其独特的金属性边缘态,已成为石墨烯研究领域内的一种重要结构。大量理论预言表明,锯齿形边缘结构由于边界碳原子2p轨道上存在的非成键电子,导致了局域的自旋极化边缘电子态,并且边缘上电子自旋呈铁磁性排列,因此在自旋阀、自旋存储器件中将有

新型锂离子固态电池电解质制备成功

  近日,安徽大学教授朱满洲、康熙、朱凌云以及重庆大学教授唐青展开合作,发展了团簇晶体工程,构建了系列团簇二维晶态材料用作新型锂离子固态电池电解质,点亮了安徽大学灯牌。8月18日,相关工作在线发表于《自然-合成》。  晶体工程作为现代材料设计的核心技术,为功能材料定制与高端器件开发提供了关键手段。基

新方法能更精确计算大分子间范德华力

  奥地利维也纳理工大学科学家对以往计算分子间作用力的方法进行了改进,新方法在计算大分子之间的范德华力时更加精确。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》。  从壁虎爬墙,到氮气在-196℃时液化,许多日常现象都离不开范德华力的作用。范德华力的精确计算在材料科学、药物研发等领域至关重要。无论是理解药物

范德华力和分子作用力是一个意思吗?

范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。其能量计算的经验方程为:U =B/r12- A/r6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJ·nm12/mol ;A=5.96 × 10-3 kJ·nm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值)当两原子彼此紧密靠

华理学者展望固相锂化剥离工业化未来

应《美国化学会·纳米科技》邀请,华东理工大学材料科学与工程学院特聘副研究员张良柱发表论文,总结了固相锂化剥离方法在制备二维材料的最新进展,对其工业化前景的挑战和潜力进行了展望。作为一类新兴二维材料,二维过渡金属碲化物是是国际公认的基础性、前瞻性和战略性材料体系,如WTe2和MoTe2属于经典的量子材

上海微系统所开发出面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得进展。8月7日,相关研究成果以《面向顶栅结构二维晶体管的单晶金属氧化物栅介质材料》(Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-

卫健委组建第二届国家食品安全风险评估专家委员会

  分析测试百科网讯 近日,国家卫生健康委发文,已组建第二届国家食品安全风险评估专家委员会。评估委员会下设顾问委员会和4个专业委员会,由医学、农业、食品、营养、生物、环境等方面的专家和有关部门、高校、技术机构的专家组成。图片来源于网络国家卫生健康委关于成立第二届国家食品安全风险评估专家委员会的通知国

氮化物材料外延研究最新进展

近日,中国科学院半导体研究所研究员刘志强等在氮化物材料外延研究领域取得新进展,揭示了氮化物范德华外延的物理本质,提出了二维材料辅助的氮化物外延生长基本准则,同时,提出了解决本领域关键科学、技术问题的方案和路线。   近年来,二维材料辅助的氮化物外延取得了巨大进展,并在实现多种功能材料异质集成与物质组

大化所二维金属碳化物基储能材料研究取得新进展

  近日,我所二维材料与能源器件研究组(DNL21T3)吴忠帅研究员团队通过在KOH溶液中震荡处理二维金属碳化物纳米片(MXene),成功制备层间距扩大的碱化MXene纳米带,并发现其具有优异的储钠和储钾性能。相关研究成果发表在《纳米能源》(Nano Energy)杂志上(DOI: 10.1016/

宁波材料所合成半导体型类MXene二维过渡金属碳化物材料

  随着柔性透明电子技术的兴起,二维半导体材料近年来备受关注,特别是直接带隙特性使得这些二维结构有望应用在光电子学领域。在过去十年里,研究者们已相继发展出MoS2和磷烯等典型的具有直接带隙的二维半导体材料。然而,MoS2的带隙是层数依赖性的,直接带隙仅能在单层结构中实现,而磷烯在空气环境中的化学性质

国科大等提出新的拓扑量子物态——二维外尔半准金属态

  拓扑物态和二维磁性是当前凝聚态物理前沿研究中令人着迷的两大主题,两者结合是否会产生新的量子物态成为人们关注的重要科学问题。最近,中国科学院大学教授苏刚团队与新加坡科技设计大学教授杨声远团队合作回答了这一问题,他们首次提出了一种新的拓扑量子物态——“二维外尔半准金属态(2D Weyl half-s

一种基于有机铂金属大环的二维超分子聚合物

  蛋白质磷酸化修饰是一类重要的翻译后修饰,通过磷酸化/去磷酸化修饰调节细胞活性,参与多种生物过程。磷酸化修饰异常会导致多种疾病,包括癌症或神经变性疾病,如阿尔茨海默病和帕金森病等。尽管通过对蛋白磷酸化过程的了解,能够帮助我们理解人体生理和病理的发生过程,进一步可以将其转化用于药物开发和病理诊断。但

福建物构所二维金属烯催化CO2电还原研究取得进展

  在电催化CO2还原反应(CO2RR)的产物中,甲酸/甲酸盐是一种关键的可再生化工原料的中间体和潜在的储氢材料,引起许多领域的关注。近年来,铋基材料由于无毒无害、价格低廉,在CO2RR电催化反应展现出强的稳定中间体的能力,具有大的氢析出电位以及低的一氧化碳(CO)吸附能,被认为是潜在的工业催化剂。

二维人造类铁电金属问世-有望催生新一代设备和应用

  美国科学家领导的一个国际科研小组近日称,他们研制出了一种新型二维人造金属材料,其在室温下的性质类似铁电材料,证实了诺贝尔物理学奖获得者菲鲁普·安德森50多年前提出的“铁电金属”理论。这种新人造材料也有望催生新一代设备和应用。  铁电材料是一种介电材料,通常是不能导电的。其广泛用于手机、计算机存储

上海微系统所开发出面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得进展。8月7日,相关研究成果以《面向顶栅结构二维晶体管的单晶金属氧化物栅介质材料》(Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-