当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 可以实现室温下相变的二维β-Cu2S纳米片

可以实现室温下相变的二维β-Cu2S纳米片

材料的维度对其基本性能有重要影响,近年有研究表明,即使相同的化学组成但维度不同的材料,它们的性质也可能有显著的差别。比如,许多的单层或少层二维材料(石墨烯、过渡金属硫族化物等)展示了与体材料明显不同的物理性质。而相变材料在信息存储、显微技术等方面有重要应用。Cu2-xS作为一种多相材料被广泛研究,比如CuS和Cu2S。其中,体材料Cu2S随着温度的变化,会呈现三种相:α(>425 ℃)、β(105-425 ℃)、γ(<105 ℃)。在这三种相中,β-Cu2S因为具有固液共存行为而特别具有研究价值。作为一种特殊的二维材料,β-Cu2S晶胞显示出独特的固相-液相堆积,晶体中S原子形成了固定的类似石墨烯六角结构,而Cu原子则在S原子层中或在层层之间,并且呈现具有液体离子迁移特性。但是β-Cu2S体材料在常温下是不稳定的(相变温度是105 ℃),这就很大程度限制了其实际应用。


最近,中科院半导体所半导体超晶格国家重点实验室李京波研究员点击查看介绍魏钟鸣研究员点击查看介绍的研究团队,与中国科学院化学研究所/天津大学胡文平教授点击查看介绍美国再生能源国家实验室汪林望博士的研究组合作,在二维β-Cu2S纳米片的相变研究中取得新进展。该团队采用一种创新的超快降温化学气相沉积法成功获得了高质量、大尺寸的二维β-Cu2S纳米片。同时,系统探索了材料的生长条件,通过调控生长过程中硫的含量,合成出了Cu2-xS-Cu2S复合材料以及CuS单晶。通过Raman和TEM等表征,这种二维β-Cu2S纳米片具有很高的结晶度。通过测量不同低温下的XRD,发现这种纳米片由β-Cu2S到γ-Cu2S的相变温度是-15 (258 K),这比体材料的相变温度(105 ℃)低了120 K。低温下测试的电导率和Raman图谱都表明这种材料在258 K附近发生了突变,与XRD结果相符合,进一步确认了该相变温度值。他们还用分子动力学方法计算了这种材料的稳定性,结果表明这种二维结构的β-Cu2S能在室温下稳定存在,与实验数据相吻合(如图1所示)。该研究显示了二维β-Cu2S在相变材料、未来信息存储等方面的潜在应用。

图1. 二维β-Cu2S相变的实验和理论计算结果(Adv. Mater., 2016, 28, 8271–8276)。

图2. 该论文被选为当期的背封面图。


这一成果近期发表在Advanced Materials上,并选做当期的背封面(Back Cover),如图2所示。文章的第一作者是中国科学院半导体研究所博士研究生黎博。该工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。



该论文作者为:Bo Li, Le Huang, Guangyao Zhao, Zhongming Wei,* Huanli Dong, Wenping Hu,* Lin-Wang Wang,* and Jingbo Li*

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):

http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201602701/abstract

Large-Size 2D β-Cu2S Nanosheets with Giant Phase Transition Temperature Lowering (120 K) Synthesized by a Novel Method of Super-Cooling Chemical-Vapor-Deposition

Adv. Mater., 2016, 28, 8271-8276, DOI: 10.1002/adma.201602701


背封面链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201670264/abstract


导师介绍

李京波研究员

http://www.x-mol.com/university/faculty/26827

魏钟鸣研究员

http://www.x-mol.com/university/faculty/26828

胡文平教授

http://www.x-mol.com/university/faculty/26829


X-MOL材料领域学术讨论QQ群(338590714


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

阿拉丁
开学添书香,满额有好礼
加速出版服务
编辑润色服务全线九折优惠
传播分子、细胞和发育生物学领域的重大发现
环境管理资源效率浪费最小化
先进材料生物材料
聚焦分子细胞和生物体生物学
“转化老年科学”.正在征稿
化学工程
wiley你是哪种学术人格
细胞生物学
100+材料学期刊
人工智能新刊
图书出版流程
征集眼内治疗给药新技术
英语语言编辑服务
快速找到合适的投稿机会
动态系统的数学与计算机建模
热点论文一站获取
定位全球科研英才
中国图象图形学学会合作刊
东北石油大学合作期刊
动物源性食品遗传学与育种
专业英语编辑服务
多次发布---上海中医药
武汉大学
美国伊利诺
德国
美国
中山大学
西湖大学
药物所
普渡大学
东方理工
ACS材料视界
down
wechat
bug