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湖南日報(bào)·新湖南客戶端 2025-08-20 10:49:20
湖南日報(bào)·新湖南客戶端8月20日訊（通訊員 楊超娟）近日，南華大學(xué)數(shù)理學(xué)院燕羅博士和電子科技大學(xué)周柳江教授合作在納米頂級期刊ACS nano（影響因子16，中科院一區(qū)top）發(fā)表研究性論文“Extending the MXenes to MOenes with emergent Quantum Phenomena”，創(chuàng)新性地將傳統(tǒng)二維碳化物、碳化物和碳氮化物（MXenes）擴(kuò)展到氧族化物MOenes，極大地?cái)U(kuò)展了MXenes家族材料庫，為未來的科學(xué)研究和應(yīng)用帶來新的機(jī)遇。燕羅為論文第一作者，南華大學(xué)為論文第一單位。
MXenes在能量存儲與轉(zhuǎn)換、電磁屏蔽、電子器件、傳感器、復(fù)合材料及生物醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用場景。2022年，超低能二次離子質(zhì)譜技術(shù)直接驗(yàn)證了碳氧化物的存在。利用該方法可以對MXenes的組成成份進(jìn)行逐層分析，從而確認(rèn)大多數(shù)其在“X” 位中含有豐富的氧元素。并且，一系列由Se元素占據(jù)“X”位的MXenes前驅(qū)體氧族化物也已經(jīng)成功在實(shí)驗(yàn)上制備。受此啟發(fā)，燕羅博士與合作者設(shè)計(jì)出了一種新型2D過渡金屬氧族化物—MOenes（圖1），并通過第一性原理和高通量計(jì)算，將相關(guān)研究擴(kuò)展到整個(gè)MOenes家族（圖2）。該材料具有良好穩(wěn)定性并表現(xiàn)出豐富的物性，如超導(dǎo)電性、拓?fù)浣^緣體、半金屬、直接半導(dǎo)體、谷-自旋分裂、氨氣催化、熱電和非線性光學(xué)等（圖3）。作者進(jìn)一步構(gòu)建了公開數(shù)據(jù)庫moenes.online，數(shù)據(jù)庫包含晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)和聲子譜等關(guān)鍵信息。此項(xiàng)工作不僅提出了一種新型材料，從原子尺度實(shí)現(xiàn)了2D材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與物性研究，更重要的是，數(shù)據(jù)庫的建立將會對未來MOenes的相關(guān)研究提供有力線索。
(a)2H- 和 (b) 1T-Mn+1OnT2 (n =1, 2) MOenes 的晶體結(jié)構(gòu)
MOenes相關(guān)物性
責(zé)編：周怡然
一審：周怡然
二審：彭國軍
三審：徐德榮
來源：湖南日報(bào)·新湖南客戶端
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