#宁波科研团队造出新型二维材料# 中国科学院宁波材料所先进核能材料实验室联合浙江大学、甬江实验室等相关团队,首次造出同时具备半导体特性和铁磁性的新型二维材料。
其“传奇剧本”的开始,离不开一种特殊的元素——镧系元素。镧系元素具有独特的4f电子轨道,这些电子深藏于原子内部,被外层电子层层覆盖,犹如埋在地壳深处的稀有磁矿,虽难以被外界扰动,却也因此牢牢锁住了本征磁矩,这正是铁磁性得以扎根的基石。同时,4f电子并非完全孤立,它们会通过轨道杂化悄悄影响材料的能带结构,为调控电子性质提供了天然杠杆。
传统MXene的制备依赖从三元层状MAX相中“刻蚀”掉A位元素,然而含镧系的MAX相前驱体极难合成,即便勉强制得,相关元素也会在后续刻蚀过程中被一并溶解,最终产物里根本留不下镧系的影子。
面对这一僵局,宁波材料所团队没有死磕传统路线,而是另辟蹊径,果断亮出他们2023年在《科学》杂志上首次提出的“化学剪刀”层状编辑策略。这把“剪刀”能利用层状化合物中亚层化学性质的差异,实现特定原子层的敲除、置换或重构——好比用分子大小的乐高积木,按设计图重新拼装。借助这一策略,通过调整反应温度和配比,团队成功制备了镧系元素为钆、铽、镝、钬、铒、镥,卤素端基为氯或溴的六种新型MXene材料,实现国际首次精准构筑、“按需定制”。(记者 成良田 通讯员 黄莎莎)#宁波企业培育的天然钻石平替卖爆了#
