華聲在線8月21日訊（通訊員 楊超娟）近日，南華大學數(shù)理學院燕羅博士與電子科技大學周柳江教授合作在納米領(lǐng)域頂級期刊《ACS Nano》（影響因子16，中科院一區(qū)Top期刊）發(fā)表研究論文“Extending the MXenes to MOenes with emergent Quantum Phenomena”。該研究創(chuàng)新性地將傳統(tǒng)二維碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes）擴展到氧族化物（MOenes），極大地擴展了MXenes材料家族，為未來科學研究與應(yīng)用帶來新機遇。燕羅博士為論文第一作者，南華大學為論文第一完成單位。
MXenes在能量存儲與轉(zhuǎn)換、電磁屏蔽、電子器件、傳感器、復合材料及生物醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。2022年，超低能二次離子質(zhì)譜技術(shù)直接驗證了碳氧化物的存在。利用該方法可對MXenes的組成成分進行逐層分析，證實多數(shù)MXenes在“X”位含有豐富的氧元素。此外，一系列由Se元素占據(jù)“X”位的MXenes前驅(qū)體氧族化物已在實驗中成功制備。受此啟發(fā)，燕羅博士與合作者設(shè)計出一種新型二維過渡金屬氧族化物——MOenes（圖1），并通過第一性原理和高通量計算，將相關(guān)研究擴展至整個MOenes家族（圖2）。該材料具有良好的穩(wěn)定性，并表現(xiàn)出豐富的物理特性，包括超導電性、拓撲絕緣體特性、半金屬特性、直接半導體特性、谷-自旋分裂、氨氣催化、熱電和非線性光學等（圖3）。
研究團隊進一步構(gòu)建了公開數(shù)據(jù)庫moenes.online，收錄了晶體結(jié)構(gòu)、力學性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)和聲子譜等關(guān)鍵信息。此項工作不僅提出了一種新型材料，實現(xiàn)了原子尺度的二維材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與物性研究，更重要的是，數(shù)據(jù)庫的建立將為未來MOenes相關(guān)研究提供重要參考。
圖1：(a) 2H- 和 (b) 1T-Mn+1OnT2 (n =1, 2) MOenes 的晶體結(jié)構(gòu)
圖3：MOenes相關(guān)物性
責編：伍鏌
一審：伍鏌
二審：印奕帆
三審：譚登
來源：華聲在線
