985教授，联手「国家级青年人才」，发Nature子刊！

2024-08-02

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北京航空航天大学宫勇吉和汤沛哲等人通过通量辅助生长（FAG）的方法直接合成了各种超薄杂原子插入的二维层状材料（UHI-2DMs），成功合成了8个UHI-2DMs（V1/3NbS2、Cr1/3NbS2、Mn1/3NbS2、Fe1/3NbS2、Co1/3NbS2、Co1/3NbSe2、Fe1/3TaS2、Fe1/4TaS2），其厚度可以减少到最薄的极限（具有单层插入TM的双层2D材料），并可以在合成的结构中诱导磁性有序。

有趣的是，由于Fe1/3TaS2在弱层间耦合时可能存在各向异性稳定的长程铁磁性，通过磁输运性质揭示了Fe1/3TaS2的与层无关的磁序温度。本研究建立了一种直接合成化学和物理性质可调的杂原子插入超薄二维材料的通用方法。

相关文章以“Direct synthesis of controllable ultrathin heteroatoms-intercalated 2D layered materials”为题发表在Nature Communications上：

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本文通过通用FAG方法成功合成了八种UHI-2DMs，由于各组分的均匀通量和FAG方法的有限空间，插层组分的化学计量比可以精确调节，UHI-2DMs的厚度可以达到插层化合物的最薄极限。

本文的工作为直接合成杂原子插层的超薄二维材料提供了一种思路，其中的原子类型和插层量可以调整，有望开发出一类具有定制特性的二维材料。此外，这种方法还可能用于合成一些非常规的插层化合物，以探索其奇特的化学和物理性质。

作者简介

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宫勇吉，北京航空航天大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，主要研究方向为二维材料的规模化合成及其在新能源、信息器件方面的应用，包括锂金属电池、半导体器件等。2011年毕业于北京大学化学与分子工程学院，获得本科学士学位。2015在美国莱斯大学获得博士学位；2016-2017在美国斯坦福大学从事博士后研究，在材料学相关领域以通讯作者或第一作者发表顶级期刊70余篇。

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汤沛哲，准聘教授，博士生导师。本科毕业于兰州大学物理系，2015年清华大学物理系获得博士学位。2015年3月至2017年10月，在美国斯坦福大学张首晟教授研究组进行博士后研究。2017年11月至2018年4月，在德国马克思普朗克结构与动力学研究所（MPSD），Angel Rubio院士研究组进行博士后研究。2018年4月获得 Marie-Curie Fellow。2019年入选国家级青年人才项目。主要利用计算模拟的手段从事低维纳米材料，磁性拓扑物态，光与物质的相互作用，拓扑材料在光场下的非平衡动力学演化等方向的研究工作。

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