搜索热:涂层 EN14784-2
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
二维量子片普适和规模制备研究取得进展
发布:blast_k   时间:2019/6/12 14:27:19   阅读:174 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

二维(材料)量子片是二维材料和量子体系不断发展和交叉的产物,由于其兼具二维材料的本征特性以及量子限域和突出的边缘效应,因此受到广泛关注。然而二维量子片的制备方法纷繁芜杂,各具特色,却始终未见报道同时具有普适性和规模化的制备策略。普适和规模制备方法的缺失,一方面极大限制了二维量子片的工业化应用;另一方面使得系统深入研究二维量子片的性质陷入困境。显然,二维量子片普适和规模制备方法的建立具有重大的理论和现实意义。

中国科学院国家纳米科学中心张勇课题组前期成功实现了过渡金属二硫族化合物本征量子片的规模制备(Nano Lett. 2017, 17, 7767-7772)。该制备方法结合盐辅助球磨和超声辅助溶剂剥离,虽然实现了规模化制备,不过仍然具有局限性。相比于过渡金属二硫族化合物(如二硫化钼、二硫化钨等,面内断裂强度16-30 GPa),石墨和氮化硼具有更高的面内断裂强度(如单层石墨烯的面内断裂强度高达130 GPa;少层氮化硼的面内断裂强度高达70 GPa)。因此,直接由(未经任何处理的)本体层状材料出发,通过全物理(如全机械/力)过程,实现二维量子片的普适和规模制备,具有巨大的挑战性。

近期,张勇课题组联合刘新风课题组以及北京大学高鹏课题组和中科院化学研究所车延科课题组合作攻关,实现了二维材料量子片的普适和规模制备。由石墨、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨本体层状材料出发,通过硅球辅助球磨和超声辅助溶剂剥离相结合的全物理方式,成功实现了石墨烯量子片、氮化硼量子片、二硫化钼量子片、二硫化钨量子片的规模制备。单循环产率分别高达35.5、33.6、30.2、28.2 wt%,比现有方法提高了1-2个数量级,为二维量子片的工业化应用奠定了坚实基础。所得二维量子片均为本征结构,为探索其原初性质并揭示内在机理提供了极大便利。这种普适和规模制备方法的建立,使得在相同协议/标准上建设二维量子片完整数据库/图书馆成为可能,势必会加速二维材料量子片的全面和细致探索。上述各种量子片在溶液和薄膜中均具有良好的分散性,而且展示出优异的性能。如固态荧光,寿命为纳秒量级,达到实用化要求;非线性饱和吸收,绝对调制深度高达59%,相对调制深度高达89%,与单层石墨烯相当;饱和强度低至sub-10 kW/cm2 (sub-1 nJ/cm2),比之前报道降低了1-2个数量级。相关研究成果以内封面形式发表在Materials Horizons (Mater. Horiz. 2019, DOI: 10.1039/c9mh00272c)上。制备方法已申请中国发明专利。

该研究得到国家自然科学基金、中科院人才计划和国家纳米科学中心启动基金的支持。


二维材料量子片普适和规模制备

来源:国家纳米科学中心

相关信息
   标题 相关频次
  国家纳米中心二维材料力学性能研究取得新进展
 1
  我国科学家在新型二维材料硼烯制备方面取得重要突破
 1
  我国首个石墨烯国家标准正式发布
 1
 #电子材料周报#电子高速公路,想象你的电脑可以被卷起来
 1
 #电子材料周报#智能传感器,嘈杂中亦可听见声音
 1
 #国内材料周报#首次实现石墨烯单核控制形核和快速生长
 1
 #一周国内材料科研#济南大学研究出用于测定胰岛素的新型生物传感器
 1
 “白石墨烯”纳米管可以用来降温智能手机
 1
 “石墨烯之父”又发现超级材料:或是半导体的未来
 1
 “新材料之王”诞生!比石墨烯更逆天的“硼烯”,带来了这些充满想象空间的应用
 1
 《Nature》二维材料大面积单晶的制备!
 1
 2017上半年二维材料前沿综述精选
 1
 Adv. Mater. :金属离子修饰黑磷能显著增强其稳定性和晶体管性能
 1
 JACS:矩形CdSe二维纳米晶体的对称破缺
 1
 Nano Letters: 美国研究团队发现确定二维材料晶体取向新方法
 1
 Nature 子刊:利用位错合成嵌入二维材料中的一维纳米线
 1
 Nature盘点: 9月材料领域重大进展
 1
 Nature子刊:末端带电荷的可结晶均聚物的二维自组装
 1
 Nature子刊:南大等在二维材料弹道雪崩获突破!
 1
 Science: 晶圆级二维材料原子精密处理的受控裂纹扩展
 1
 WSe2化学剪纸
 1
 材料前沿最新综述精选 (2018年2月第3周)
 1
 超材料结构:研究人员制造出首个超原子二维半导体!
 1
 传奇材料黑磷又有进展了!
 1
 大阪大学:二维有机导体存在库仑阻塞现象获证实
 1
 大连化物所等在二维钙钛矿单晶探测器研究方面取得新进展
 1
 大连化物所发表二维材料限域催化进展报告
 1
 大连化物所发表二维材料限域单原子催化研究综述文章
 1
 大连化物所发表微型储能器件研究进展报告
 1
 大连化物所在二维材料谷极化特性研究方面取得新进展
 1
 大事不好:二维材料其实很“脆弱”
 1
 等离子体在二维材料上有新“举动”
 1
 第四类二维狄拉克材料——自旋谷耦合狄拉克半金属
 1
 顶刊动态 | Nature子刊/PRL/Nano Letters等计算材料学术进展汇总
 1
 顶刊动态 | Science:7月材料前沿科研成果十大精选
 1
 顶刊封面: 三月材料领域优秀成果十大精选
 1
 丢弃物中的惊人发现:开启二维材料新世界
 1
 二维材料碲化钼中的“固体-固体”相变及其机制研究
 1
 二维材料看似消失,其实没有!
 1
 二维材料力学性能首次测出
 1
 二维材料力学性能研究取得新进展
 1
 二维金属碳化物纳米片衍生物研究取得新进展
 1
 二维纳米材料锁模激光研究获得进展
 1
 二维人造类铁电金属问世 有望催生新一代设备和应用
 1
 二维原子级薄材料研究取得重大进展
 1
 防止二维黑磷降解已取得成功!
 1
 复旦大学揭示二维材料层间相互作用应变调控机制
 1
 高性能单层二硫化钨
 1
 工程师可制造精确到原子级的超晶格材料!
 1
 固体所在新型二维V4C3Tx迈科烯(MXene)制备及其电化学储能方面取得进展
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道