段鑲鋒攜手湖南大學再發Nature：單層原子晶體分子超晶格

Allen 5年前 (2018-03-08) 9517瀏覽

【引言】

基于二維原子晶體（如石墨烯或二硫化鉬）的范德華異質結構的人造超晶格解決了現有材料還沒突破的難題。制造這種人造超晶格的典型策略依賴于艱難的層層剝離和重新堆疊，產量和重現性都有限。使用化學氣相沉積的自下而上方法可以產生高質量的異質結構，但對于高階超晶格變得越來越困難。雖然二維原子晶體與堿金屬離子的嵌入提供了超晶格結構的替代方式，但是這些通常具有較差的穩定性并且嚴重地改變了電子性質。

【成果簡介】

北京時間2018年3月8日07，Nature在線發表了加利福尼亞大學洛杉磯分校段鑲鋒教授、Yu Huang、湖南大學Lei Liao（共同通訊）等人題為“Monolayer atomic crystal molecular superlattices”的文章，報道了一種電化學分子嵌入方法，用于一類新的穩定超晶格，其中單分子原子晶體與分子層交替。使用黑磷作為模型系統，插入十六烷基三甲基溴化銨產生單分子磷分子超晶格，其中層間距離是黑磷中的兩倍以上，有效地分離了磷雜環單分子層。由單層磷分子超晶格制造的晶體管的研究顯示開/關電流比率超過10⁷，以及優異的遷移率和優異的穩定性。研究進一步表明，幾種不同的二維原子晶體，例如二硫化鉬和二硒化鎢，可插入不同尺寸和對稱的季銨分子，以產生具有特定的分子結構，層間距離，相組成等。這些研究為基礎研究和潛在的技術應用定義了一個多功能的材料平臺。

【圖文導讀】

圖1 原位電化學-光學測量平臺實時監測電化學插層過程