作者:张楠 来源:中国科学报 发布时间:2025/9/30 22:21:40
选择字号:
宁波材料所实现硫族化合物层间原子编辑与热电性质调控

 

近日,通过金属型“化学剪刀”插层技术,中国科学院宁波材料技术与工程研究所黄庆团队对硒化铟的相稳定性和物理性能进行了系统研究。相关成果发表于《先进材料》。

  ?

硒化铟(In2Se3)是近年来广受关注的一种层状硫属化合物,其结构单元由Se-In-Se-In-Se原子层构成,层间通过较弱的范德华力结合,易于剥离成二维薄层。

硒化铟凭借其丰富的相结构、铁电性、可调带隙和优异的机械性能,在存储器、光电器件、柔性电子和能源催化等领域具有广阔的应用前景,是未来功能材料研究的重要方向之一。

然而,硒化铟晶体存在多种晶相,这些晶相在不同温度和环境条件下可发生相互转变,相稳定性问题严重影响其在实际应用中的可靠性。

该团队提出的“化学剪刀”层状材料结构编辑技术,不仅实现了MAX相和MXene等碳氮化物层状材料的创制,也可用于前过渡族金属硫属化合物的结构调控。

本次研究发现,该插层技术可合成出一类全新的镍插层铟硒化合物(NixIn2Se3(x=0~0.3)),其中镍原子(Ni)随机占据硒化铟的范德华间隙原子位。

插层的镍原子作为“晶格钉扎点”固定了晶体结构,使得插层化合物在25℃~500℃的范围内保持单一相结构,有效地解决了硒化铟易相变的问题。

镍原子插层进一步有效调控了硒化铟的电学性质和热学性质:镍作为电子给体显著提升了硒化铟材料的载流子浓度和电导率;与此同时,层间无序化镍原子结构则增强了点缺陷密度和界面声子散射,从而降低了其热导率。

由于硒化铟材料电导和热导分别受到以上不同物理机制的影响,镍插层铟硒化合物相对比原始的硒化铟的热电性质获得了显著提升,前者在500℃的热电ZT值提升了135%。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202507536

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
天问二号传回自拍照,身后是地球 岩画表明人类曾在古阿拉伯沙漠中生活
风云三号H星成功发射 太阳能热泵或助数据中心回收浪费能源
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文