斯坦福大学崔屹Nature Rev Mater:二维材料的静电门控和插层研究进展
纳米技术 纳米 2022-09-10

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对于材料科学而言,通过掺杂或者通过客体物种调节晶体结构是个非常重要的研究领域。但是,许多材料的晶体结构表现为密堆积结构,这限制了这种策略的应用。

目前随着二维层状材料研究的深入,人们发展了静电门控、客体插层作为两种重要策略,这两种材料调控方法能够在不打破化学键的条件调控主体材料的性质。此外,这种动态调控策略还能够用于合成新型复合材料。

有鉴于此,斯坦福大学Yi Cui(崔屹)Harold Y. Hwang综述报道如何调节客体物种与主体二维材料之间的相互作用进行调节二维材料的物理化学性质,并且讨论传统方法外的新型方法在构建人工材料的重要发展前景。

本文要点

(1)

传统的客体分子物种调控三维材料的机理主要基于主体材料与客体离子之间的化学反应、向主体材料引入电子/空穴作为供体/受体。因此,向主体材料中引入客体物种的过程不可避免的将导致形成缺陷和结构形变。相比于三维材料,二维材料呈现薄层状结构特点,因此人们发现两种新型相互作用,而且不会影响本征化学键。

(2)

在这篇总结工作中,主要关注客体分子物种对二维层状硫化物/氧化物的调控。首先介绍两种调控客体分子物种的主要方法,分别为静电门控和插层。并且对两种方法的机理和实验设计进行简单介绍和讨论;随后,展示了客体分子调节材料性质的相关重要进展,包括应用导向的工作以及研究和发现新现象;最后,对离子调控二维层状硫化物/氧化物进行展望,并且对这种方法应用于其他材料进行展望。

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参考文献

Wu, Y., Li, D., Wu, CL. et al. Electrostatic gating and intercalation in 2D materials. Nat Rev Mater (2022)

DOI: 10.1038/s41578-022-00473-6

https://www.nature.com/articles/s41578-022-00473-6


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