湖南大學二維材料團隊在二維超薄過渡金屬硫屬化合物合成領域取得重要突破。該團隊成功實現了多相二維超薄CoSe納米片的可控合成,相關成果發表在材料科學領域國際知名期刊上。這一進展為二維材料家族增添了新成員,也為后續研究其物性及潛在應用奠定了基礎。
二維材料因其獨特的電子結構和優異的物理化學性質,近年來成為凝聚態物理和材料科學的研究熱點。不同于石墨烯、過渡金屬二硫屬化物等常見二維材料,鐵磁性或反鐵磁性的二維金屬硫屬化合物(如CoSe)的合成面臨著熱力學穩定性差、易氧化、難以剝離等挑戰。如何獲得超薄、相純度可控且穩定的CoSe納米片,是該領域亟待解決的難題。
針對這一問題,湖南大學二維材料團隊創新性地采用了熔鹽輔助化學氣相沉積(CVD)策略。通過精確調控前驅體比例、反應溫度、載氣流速等關鍵參數,他們成功制備出厚度僅為幾納米的超薄CoSe納米片。更值得注意的是,研究團隊首次實現了對CoSe納米片相結構的調控,可以分別獲得六方相(h-CoSe)和四方相(t-CoSe)兩種多相結構,甚至觀測到同一納米片內部存在相界。這種多相共存為研究相依賴的物理性質提供了理想平臺。
結構表征和性能測試表明,所合成的二維超薄CoSe納米片具有良好的結晶質量和環境穩定性。磁學測量顯示,h-CoSe納米片在低溫下表現出鐵磁行為,而t-CoSe則呈現出不同的磁各向異性。理論計算進一步揭示了不同相結構下鈷離子的自旋態和交換相互作用差異,為實驗結果提供了有力支撐。
該工作不僅發展了二維多相金屬硫屬化合物的合成方法學,也為探索二維磁性材料的基本物理問題以及其在自旋電子學、催化等領域的應用開辟了新途徑。團隊負責人表示,未來將進一步優化合成工藝,探索其他二維金屬硫屬化合物的多相合成,并深入研究其構效關系。
此項研究得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金等項目的資助。湖南大學二維材料團隊長期致力于二維材料的可控合成與物性研究,在CVD生長、相工程、磁性調控等方面積累了豐富的經驗。該成果的發表進一步提升了湖南大學在二維材料領域的學術影響力。
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更新時間:2026-09-17 05:52:53