Nat. Synth.: 非范德华结构的机械剥离

2022年11月14日，Nat. Synth.在线发表了苏州大学耿凤霞教授课题组的研究论文，题目为《Mechanical cleavage of non-van der Waals structures towards two-dimensional crystals》。

层状结构的机械剥离是获得原始二维(2D)纳米片的最有效方法。然而，这种方法仅限于层间相互作用受弱范德华力支配的材料。在此研究中，作者报道了一种机械剥离非范德华结构以获得各种二维材料的通用方法，这些材料包括金属(Bi、Sb)、半导体(SnO、V2O5、Bi2O2Se)和超导化合物(KV3Sb5)。此方法包括横向滑移密堆积的相邻层，将结构从稳定相转变为亚稳定相，削弱层间结合作用。使用透明胶带法对亚稳态结构进行机械剥离，产生具有令人兴奋物理性能的稳定单层和多层材料。例如，根据层数的不同，金属和半导体的带隙可以在很大范围内得到调制(Sb的带隙为0 ~ 2.01 eV，SnO的带隙为0.60 eV~ 3.65 eV)。同时，实验还获得了少量的KV3Sb5层，它是研究非常规超导的明星材料。此机械剥离非范德华层状材料的方法增加了二维材料的可用性，以探索其物理特性和潜在应用。

图1 机械剥离过程示意图和剥离材料示例

图2 剥离单层SnO的理论稳定性预测

图3 滑移前后晶体结构的表征

图4 不同厚度机械剥离纳米片的表征

图5 剥离单层纳米片的物理性能与体相结构的比较

【论文链接】

Jiang, K., Ji, J., Gong, W. et al. Mechanical cleavage of non-van der Waals structures towards two-dimensional crystals. Nat. Synth.,2022. https://doi.org/10.1038/s44160-022-00182-6

【其他相关文献】

[1] Zhou, J., Lin, J., Huang, X. et al. A library of atomically thin metal chalcogenides. Nature,2018, 556, 355–359. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0008-3

[2] Huang, Y., Pan, YH., Yang, R. et al. Universal mechanical exfoliation of large-area 2D crystals. Nat. Commun.,2020, 11, 2453. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16266-w

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