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        二維材料團隊在《Advanced Materials》發文:相可調的超薄四方相和六方相CoSe納米片的合成和性能研究(圖文)

            

        近日,加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授和湖南大學段曦東教授合作領導的二維材料團隊多相二維超薄CoSe納米片合成領域取得重要進展。相關研究成果以題為“Phase-Tunable Synthesis of Ultrathin Layered Tetragonal CoSe and Nonlayered Hexagonal CoSe Nanoplates”的研究論文發表在材料領域頂級期刊(Advanced Materials, 影響因子為25.809)。

        由于特殊的物理性質(例如電荷密度波,磁性,催化和超導性)和重要潛在應用,金屬性質的二維(2D)過渡金屬二硫化物(MTMD)近來引起了廣泛的關注。例如,有研究表明多相的TMDs在析氫催化反應和能量儲存方面具有很大的潛在應用價值。為具有多相結構的二維材料提供控制物相的有效的合成方法并研究不同相的物理性能具有重要的意義,已成為2D材料研究領域的重要主題。為了探索具有潛能的多相二維材料,最近關于多相過渡金屬硫化物的合成和性能的研究逐漸被報道。

         

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        圖片說明:超薄層狀的四方和非層狀的六方相CoSe納米片 

        四方相的一硒化鈷是層狀結構,有鐵磁性,并且居里溫度接近10 K。六方相的硒化鈷是為非層狀結構。眾所周知,由于內在的三維結構,合成二維的非層狀材料是十分困難的。而控制合成條件調節產二維硒化鈷材料的物相也是一大挑戰。最近段曦東教授團隊通過控制化學氣相沉積方法的合成參數成功合成了不同厚度的超薄層狀的四方和非層狀的六方相CoSe納米片。四方的CoSe納米片最薄可達2.3 nm,六方的CoSe納米片最薄可達3.7 nm。研究表明四方和六方的CoSe納米片均表現為金屬性質。進一步研究表明,四方和六方的CoSe納米片均具有較高的且厚度可調的電導率和擊穿電流。六方的CoSe納米片最高電導率可達6.6×105 S m?1,擊穿電流可達到3.9×107 A/cm2。四方的CoSe納米片具有稍低的電導率,可達8.2×104 S m?1。此外,該團隊又通過制備Hall器件研究表明,四方的CoSe納米片具有角度相關的磁阻和弱的反局域化效應。該團隊CVD生長的二維超薄四方和六方的CoSe納米片不僅豐富的二維家族,也可能為多相二維材料在原子規模上的調控提供了范例。

        化學化工學院段曦東教授和加州大學洛杉磯分校段鑲峰教授為通訊作者,博士研究生馬惠芳為第一作者,博士后萬眾為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金項目和交叉學科平臺建設-納米科技實驗室支持項目等項目的支持。

         

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