華聲在線8月21日訊（通訊員 楊超娟）近日，南華大學數理學院燕羅博士與電子科技大學周柳江教授合作在納米領域頂級期刊《ACS Nano》（影響因子16，中科院一區Top期刊）發表研究論文“Extending the MXenes to MOenes with emergent Quantum Phenomena”。該研究創新性地將傳統二維碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes）擴展到氧族化物（MOenes），極大地擴展了MXenes材料家族，為未來科學研究與應用帶來新機遇。燕羅博士為論文第一作者，南華大學為論文第一完成單位。
MXenes在能量存儲與轉換、電磁屏蔽、電子器件、傳感器、復合材料及生物醫療等領域展現出廣闊應用前景。2022年，超低能二次離子質譜技術直接驗證了碳氧化物的存在。利用該方法可對MXenes的組成成分進行逐層分析，證實多數MXenes在“X”位含有豐富的氧元素。此外，一系列由Se元素占據“X”位的MXenes前驅體氧族化物已在實驗中成功制備。受此啟發，燕羅博士與合作者設計出一種新型二維過渡金屬氧族化物——MOenes（圖1），并通過第一性原理和高通量計算，將相關研究擴展至整個MOenes家族（圖2）。該材料具有良好的穩定性，并表現出豐富的物理特性，包括超導電性、拓撲絕緣體特性、半金屬特性、直接半導體特性、谷-自旋分裂、氨氣催化、熱電和非線性光學等（圖3）。
研究團隊進一步構建了公開數據庫moenes.online，收錄了晶體結構、力學性質、電子結構和聲子譜等關鍵信息。此項工作不僅提出了一種新型材料，實現了原子尺度的二維材料結構設計與物性研究，更重要的是，數據庫的建立將為未來MOenes相關研究提供重要參考。
圖1：(a) 2H- 和 (b) 1T-Mn+1OnT2 (n =1, 2) MOenes 的晶體結構
圖3：MOenes相關物性
責編：伍鏌
一審：伍鏌
二審：印奕帆
三審：譚登
來源：華聲在線
