今日Science：巧妙利用納米管促進過渡金屬硫族化物鏈狀生長！！！

【引言】

單層的范德瓦爾斯鍵合的準二維固體如石墨和過渡金屬二硫化物（TMDs）的成功分離激發了科研人員對這些低維材料強烈的興趣。單層或幾層石墨烯或TMD通常顯示出與大塊材料明顯不同的電子，光學和結構性質。薄材料具有深厚的基礎物理學和廣泛的應用潛力。過渡金屬三硫族化物（TMT）如NbSe₃和TaS₃與范德瓦爾斯鍵合的準一維化合物密切相關，已經進行了廣泛研究。這些材料可以支持異常的基態和集體模式的電子傳輸。盡管已經進行了一些嘗試來研究稀釋的TMT，但沒有實驗或理論研究檢測單鏈或少鏈限制的TMT。分離和操縱原子鏈比原子片要困難得多，原子級薄的樣品可以對空氣敏感。

【成果簡介】

今日，在美國加州大學伯克利分校 、勞倫斯伯克利國家實驗室Alex Zettl教授（通訊作者）的帶領下，與分子鑄造和人工光合作用聯合中心合作，報道了在一個鏈限制內的一維過渡金屬三硫族化物NbSe₃的合成，包括實現分離的單鏈，鏈被包封在保護性氮化硼納米管（BNNT）或碳納米管（CNT）外殼中。空間限制促進并穩定亞晶胞NbSe₃的生長，直至三重，雙重甚至單原子鏈。封裝還可以保護鏈條免受環境氧化，并且易于處理和表征。鏈條在管內可移動。即使在單鏈限制下，也觀察到具有規則周期性的不尋常的螺旋扭轉波。電子結構理論計算表明NbSe₃的電子能帶結構高度依賴于鏈數和方向，扭轉波的不穩定性是由鏈的充電驅動的。在鏈和納米管鞘之間發現非常少的共價鍵合，導致包封鏈的相對不受阻礙的縱向和扭轉動力學。相關成果以題為“Torsional instability in the single-chain limit of a transition metal trichalcogenide”發表在了Science上。

?【圖文導讀】

圖1 一維TMT材料分離到單鏈限制

圖2 TMT鏈的扭轉波

圖3?計算單鏈NbSe₃的原子和電子結構

圖4?單鏈NbSe₃中的電荷誘導扭轉波（CTWs）

?文獻鏈接：Torsional instability in the single-chain limit of a transition metal trichalcogenide（Science, 2018, DOI：10.1126/science.aat4749）

本文由材料人編輯部學術組木文韜翻譯，材料牛整理編輯。

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