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  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  中国科学院紫金山天文台(中国科大天文与空间科学学院)2021年招收攻读博士学位研究生报名公告

  中国科学院紫金山天文台(中国科大天文与空间科学学院)2021年接收“推免生”章程

  2020年南昌大学-中国科学院稀土研究院“稀土专项”联合培养博士研究生“申请-考核”制招生公告

  以石墨烯为代表的二维范德华层状材料具有独特的电学、光学、力学、热学等性质,在电子、光电子、能源、环境、航空航天等领域具有广阔的应用前景。目前,广泛研究的二维层状材料,如石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等,均存在已知的三维母体材料。探索不存在已知三维母体材料的二维层状材料,可拓展二维材料的物性和应用,具有重要的科学意义和实用价值。

  2015年,沈阳材料科学国家研究中心任文才、成会明团队发明双金属基底化学气相沉积(CVD)方法,制备出多种不同结构的非层状二维过渡金属碳化物晶体,如正交Mo2C、六方WC和立方TaC,并发现超薄Mo2C为二维超导体(Nature Materials, 2015)。然而,受表面能约束,富含表面悬键的非层状材料倾向于岛状生长,难以得到厚度均一的单层材料。

  该团队近日研究发现,在CVD生长非层状二维氮化钼的过程中,引入硅元素可以钝化其表面悬键,从而制备出一种不存在已知母体材料的全新的二维范德华层状材料MoSi2N4,并获得厘米级单层薄膜。单层MoSi2N4包含N-Si-N-Mo-N-Si-N 7个原子层,可以看成是由两个Si-N层夹持单层MoN(N-Mo-N)构成。采用类似方法,还制备出单层WSi2N4。

  在此基础上,研究团队与金属所陈星秋研究组、孙东明研究组合作,发现单层MoSi2N4具有半导体性质(带隙约1.94 eV)和优于MoS2的理论载流子迁移率,并表现出优于MoS2等单层半导体材料的力学强度和稳定性;通过理论计算预测出十多种与单层MoSi2N4具有相同结构的二维层状材料,包含不同带隙的半导体、金属和磁性半金属等。

  该研究开拓了全新的二维层状MoSi2N4材料家族,拓展了二维材料的物性和应用,并开辟了制备全新二维范德华层状材料的研究方向,为获得更多新型二维材料提供了新思路。

  研究工作受到国家自然科学基金委杰出青年科学基金、重大项目,中科院从0到1原始创新项目、战略性先导科技专项,以及国家重点研发计划等的资助。

  图3.二维层状MoSi2N4的原子结构、电子结构、及光学、电学和力学性质

  8月7日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部在新型二维材料方面的最新进展,以Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials为题,在线发表在Science上。

  以石墨烯为代表的二维范德华层状材料具有独特的电学、光学、力学、热学等性质,在电子、光电子、能源、环境、航空航天等领域具有广阔的应用前景。目前,广泛研究的二维层状材料,如石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等,均存在已知的三维母体材料。探索不存在已知三维母体材料的二维层状材料,可拓展二维材料的物性和应用,具有重要的科学意义和实用价值。

  2015年,沈阳材料科学国家研究中心任文才、成会明团队发明双金属基底化学气相沉积(CVD)方法,制备出多种不同结构的非层状二维过渡金属碳化物晶体,如正交Mo2C、六方WC和立方TaC,并发现超薄Mo2C为二维超导体(Nature Materials, 2015)。然而,受表面能约束,富含表面悬键的非层状材料倾向于岛状生长,难以得到厚度均一的单层材料。

  该团队近日研究发现,在CVD生长非层状二维氮化钼的过程中,引入硅元素可以钝化其表面悬键,从而制备出一种不存在已知母体材料的全新的二维范德华层状材料MoSi2N4,并获得厘米级单层薄膜。单层MoSi2N4包含N-Si-N-Mo-N-Si-N 7个原子层,可以看成是由两个Si-N层夹持单层MoN(N-Mo-N)构成。采用类似方法,还制备出单层WSi2N4。

  在此基础上,研究团队与金属所陈星秋研究组、孙东明研究组合作,发现单层MoSi2N4具有半导体性质(带隙约1.94 eV)和优于MoS2的理论载流子迁移率,并表现出优于MoS2等单层半导体材料的力学强度和稳定性;通过理论计算预测出十多种与单层MoSi2N4具有相同结构的二维层状材料,包含不同带隙的半导体、金属和磁性半金属等。

  该研究开拓了全新的二维层状MoSi2N4材料家族,拓展了二维材料的物性和应用,并开辟了制备全新二维范德华层状材料的研究方向,为获得更多新型二维材料提供了新思路。

  研究工作受到国家自然科学基金委杰出青年科学基金、重大项目,中科院从0到1原始创新项目、战略性先导科技专项,以及国家重点研发计划等的资助。

  图3.二维层状MoSi2N4的原子结构、电子结构、及光学、电学和力学性质

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