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超薄二维材料在固体化学中的新机遇

近日,国际著名化学综述期刊Accounts of Chemical Research在线发表了谢毅教授研究组题为“Ultrathin Two-dimensional Inorganic Materials: New Opportunities for Solid State Nanochemistry”的综述论文。

众所周知,传统固体化学研究的内容涵盖固体材料电子结构、原子排列堆积方式、微观结构和宏观状态研究,并基于此获得固体原子结构、缺陷结构、电子结构与其本征性能之间的清晰构效关系。如何在纳米尺度开展固体化学研究尚缺乏清晰原子局域结构与固体物性之间的清晰构效关系。近年来,石墨烯等超薄二维纳米材料逐渐成为研究纳米尺度材料固体化学的热点内容。系列现代物理表征技术成功被引入研究二维超薄材料原子局域结构, 从而打开了用固体化学研究二维纳米材料新的大门。系列现代物理表征技术,包括X-射线吸收精细结构谱(XAFS)、正电子湮没谱和电子自旋共振谱(ESR)清晰地展现原子级厚二维材料的原子局域结构和缺陷类型,从而获得了原子级厚度超薄二维材料清晰原子结构。此外,原子级厚度使得这类材料能够暴露出更多原子,可控地引入表面缺陷,成功地调制了其电子结构。进一步地,单一的超薄二维纳米片可以用于制备无晶界的纳米器件,也可以通过层-层自组装技术制备具有高度取向的薄膜器件。总之,原子级厚的二维超薄材料将作为一种理想的平台用来研究原子结构、缺陷结构、电子结构与其本征性能间的构效关系,成为纳米固体化学的重要部分。

在该综述中,系统总结了近年来原子级厚二维纳米材料的原子结构、缺陷类型以及电子结构的表征,并且明确了这类材料的原子结构、缺陷结构、电子结构与其光、电、磁物理性能之间的构效关系。原子级厚二维无机材料的制备以及表征技术的革新为纳米固体化学领域建立明确的结构-性能间的关系提供了一个新的机遇。


发布日期:2014/12/15 发布者:网站管理员 点击数: