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近日，北京航空航天大学材料科学与工程学院杨树斌教授联合宫勇吉教授、汤沛哲教授和中国科学技术大学宋礼教授等报道新型非范德华超晶格材料突破了传统超晶格均基于范德华二维材料的限制刷新了同厚度人工材料的世界纪录。
, l0 ]; x. c, r9 |/ k相关成果于2025年10月22日以全文Article的形式发表于《Nature》杂志，题目为“Non-van der Waals superlattices of carbides and carbonitrides”。9 F9 }: v- _, g" e
超晶格材料是一类由石墨烯等二维材料按周期性堆叠构筑的新体系，具有超导、铁磁与拓扑绝缘态等一系列独特的物理化学性质，在电子器件、能量存储等领域展现出广阔的应用前景。然而，目前主要集中于二维范德华超晶格体系，其层间依赖较弱的范德华作用，易受到环境波动的影响，且制备困难，严重制约了超晶格材料的发展与应用。针对上述挑战，杨树斌教授团队创新性地提出了一种“刚度介导”合成策略，通过精准调控二维碳化物/碳氮化物原子层的弯曲刚度使其在快速形变过程中有序卷曲，构建出一系列由层间氢键耦合的非范德华超晶格材料（图1）。与传统依赖弱范德华作用的超晶格不同，这类氢键型非范德华超晶格展现出强层间电子耦合作用，载流子浓度高达1022 cm-3，电导率是传统二维MXene的22倍，达到30000 S cm-1。同时，该类非范德华超晶格薄膜实现了124 dB的屏蔽效能，优于目前所有已知的同厚度电磁屏蔽材料，刷新了同厚度人工材料的世界纪录。该项研究突破了传统二维范德华超晶格的局限，发展出构筑新型非范德华超晶格材料、探索新物性与新功能的新方向。, I2 u& S- h4 p2 P: ~# t3 |
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发表于 2025-10-23 09:37:03
