本報北京8月24日訊（記者丁佳）記者今天從中國科學院金屬研究所獲悉，該所瀋陽材料科學國家（聯合）實驗室先進炭材料研究部任文才研究組在大尺寸高質量二維過渡族金屬碳化物晶體的製備與物性研究方面取得了重要突破。相關成果日前在《自然—材料》雜誌上在線發表，並獲得同期「新聞與觀點」欄目的重點介紹。
研究人員提出了採用上層銅箔/底層鉬箔構成的雙金屬疊片作為生長基體的化學氣相沉積（CVD）方法，在高溫下通過銅催化裂解甲烷生成的碳原子與擴散到銅表面的鉬原子反應生長出高質量的超薄二維Mo2C晶體。這些二維晶體具有規則的幾何形狀，僅有幾納米厚，尺寸可達上百微米，並且具有很高的化學和熱穩定性。
研究人員與固體原子像研究部馬秀良研究組合作，對材料的結構進行了詳細表徵，發現這種材料為正交結構，具有很高的結晶質量，結構均一，無缺陷、雜質等。而與北京大學的合作研究表明，這種高質量的二維超薄晶體在低溫下具有超導特性，且其超導特性強烈依賴材料的厚度。
科研人員認為，這種以雙金屬疊片為基體的CVD方法具有很好的普適性和可控性，可以用於製備其他二維過渡族金屬碳化物。這類高質量二維過渡族金屬碳化物晶體為二維材料家族增添了新成員，不僅為研究其本徵物性以及與現有二維材料不同的新物性和新應用提供了可能，而且可用於與其他二維晶體材料一起構築新型疊層異質結構，拓展了二維材料的物性和應用空間。
據了解，科學家製備出了功能化的過渡族金屬碳化物納米片。然而，這種方法製得的功能化的二維過渡族金屬碳化物納米片的片層尺寸小，並且存在大量的缺陷和官能團，限制了對二維過渡族金屬碳化物基本物性的研究和應用探索。
《中國科學報》 (2015-08-25 第1版 要聞)