【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】二維層狀過(guò)渡金屬三鹵化物(MX3)由于其特殊的結(jié)構(gòu)和物理性能引起了研究者極大興趣。迄今為止，人們對(duì)MX3(如CrI3和RuCl3)晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性能等進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，但對(duì)其它物理性質(zhì)如光電子學(xué)的研究卻很少，這是因?yàn)镃rI3和RuCl3化合物在空氣條件下都不穩(wěn)定，嚴(yán)重阻礙了MX3基器件的制造和應(yīng)用。因此，繼續(xù)探索新型穩(wěn)定的2D MX3材料對(duì)于研究新的物理現(xiàn)象和開(kāi)發(fā)新的功能至關(guān)重要。
 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所先進(jìn)材料與新能源應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)和華中科技大學(xué)共同合作，制備了新二維化合物RhI3，并從大塊晶體中剝離出原子層厚度的RhI3薄片，研究其光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)和光探測(cè)行為。這種化合物表現(xiàn)出優(yōu)越的空氣和熱穩(wěn)定性，帶隙的改變表現(xiàn)出與厚度的關(guān)聯(lián)性(從1.1 (18L)到1.4 eV (2L) )。由少層RhI3薄片組成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管展現(xiàn)出n型半導(dǎo)體電學(xué)行為，載流子遷移率為2.5 cm2 V-1 s-1，開(kāi)/關(guān)電流比為4×104。在室溫下空氣環(huán)境中，RhI3光電探測(cè)器在980 nm的光照下具有11.5 A W-1的響應(yīng)率和2×10 Jones的高特異檢出率。這些結(jié)果表明了原子薄RhI3薄片在未來(lái)2D電子和光電子器件中具有各種潛在應(yīng)用。相關(guān)研究成果以Honeycomb RhI3 Flakes with High Environmental Stability for Optoelectronics為題發(fā)表在Advanced Materials上，論文共同第一作者為華中科技大學(xué)博士研究生王發(fā)坤和上海硅酸鹽所博士研究生張壯，共同通訊作者為上海硅酸鹽所研究員黃富強(qiáng)和華中科技大學(xué)教授翟天佑。
 

　　繼新型二維化合物RhI3之后，研究團(tuán)隊(duì)在新化合物合成探索方面取得持續(xù)新進(jìn)展。上海硅酸鹽所博士研究生王陽(yáng)通過(guò)高溫固相法合成了新的五元氧硒雜陰離子化合物Sr4Pb1.5Sb5O5Se8，在中紅外非線性光學(xué)和材料研究領(lǐng)域具有重要科學(xué)意義，相關(guān)研究成果以Sr4Pb1.5Sb5O5Se8 a new mid-infrared nonlinear optical material with a moderate SHG response為題發(fā)表在期刊CrystEngComm上。上海硅酸鹽所碩士研究生林峰制備了新的希爾夫相的超導(dǎo)化合物Mo6S6.8Te1.2，在凝固態(tài)物理和材料研究領(lǐng)域具有重要科學(xué)價(jià)值，相關(guān)研究成果以Superconductivity in Electron-doped Chevrel-Phase Compound Mo6S6.8Te1.2為題發(fā)表在Inorganic Chemistry上。上海硅酸鹽所碩士研究生龐鑫從晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種具有“TMD-MXene”獨(dú)特結(jié)構(gòu)的層狀材料Nb2Se2C作為電催化劑，并表現(xiàn)出優(yōu)于目前絕大多數(shù)TMD、Mxene及兩者復(fù)合的材料的電催化性能，相關(guān)研究成果以Nb2Se2C: a new compound as a combination of transition metal dichalcogenide and MXene for oxygen evolution reaction為題發(fā)表在Chemical Communications上。
 

　　上述研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院和上海市科委等項(xiàng)目的資助。