近日，段曦东教授课题组在二维金属碲化物（VTe2，NbTe2，TaTe2）纳米片及二维狄拉克半金属PtTe2纳米片的合成领域取得重要进展。相关研究成果以题为“Synthesis of Ultrathin Metallic MTe2 (M = V, Nb, Ta) Single-Crystalline Nanoplates” 及“Thickness-Tunable Synthesis of Ultrathin Type-II Dirac Semimetal PtTe2 Single Crystals and Their Thickness-Dependent Electronic Properties”的研究论文发表在国际权威期刊《先进材料》（Advanced Materials , DOI:10.1002/adma.201801043， 影响因子为19.791）和《纳米快报》（Nano Letter,2018（18），3523-3529， 影响因子为12.080）。
作为一类典型的金属过渡金属二硫族化合物（MTMDs），由于相邻M4+-M4+对的强电子耦合，第VB族金属碲化物（VTe2，NbTe2，TaTe2）被认为是一类研究各种物理现象的基础材料，例如超导性、量子霍尔自旋效应，特别是磁性。然而现有的磁性研究主要依赖于机械剥离的样品，高质量二维MTDMs的可控制备仍然具有挑战性。日前，我院段曦东教授课题组首次通过常压化学气相沉积法（APCVD）实现了第VB族金属碲化物MTe2(M=V，Nb，Ta)超薄纳米片的可控制备。实验结果表明合成得到的MTe2纳米片为高质量的单晶纳米片，且VTe2，NbTe2纳米片具有六方1T相结构，TaTe2纳米片具有单斜扭曲的1T相结构。电测量表明这三种纳米片独有高的导电性，磁性测量证明了VTe2纳米片和NbTe2纳米片具有本征室温铁磁性，TaTe2纳米片具有顺磁性。
近来，层状材料PtTe2被报道是一种第二类狄拉克半金属，其中的狄拉克费米子不遵从洛伦兹协变性，可能具有各相异性的磁传输和拓扑相变等物理特性。研究二维半金属材料的物理性质在基础研究和应用研究都具有重要意义。日前段曦东教授课题组首次通过化学气相沉积法（CVD）实现了狄拉克半金属PtTe2超薄纳米片可控制备。实验结构表明通过降低生长温度和增大载气的流量得到的PtTe2纳米片的厚度和形貌会发生系统地变化，由多数为厚的六边形纳米片变为薄的三角形纳米片。电学测试表明PtTe2单晶纳米片是具有超高电导率和超高击穿电流密度的二维半金属材料，霍尔测量表明PtTe2单晶纳米片具有半金属特有的温度诱导的载流子类型变化的特性，以及载流子浓度随着纳米片厚度的显著变化。
自石墨烯发现以来，二维层状材料（2DMLs）家族的成员一直在不断扩大，包括氮化硼、二维过渡金属硫化物（TMDs）、金属性过渡金属硫化物（MTMDs）等等。通过CVD方法合成高质量磁性金属VTe2、NbTe2、TaTe2和半金属PtTe2纳米片不仅丰富了2DLMs家族的成员，且为新兴的二维磁学、自旋电子学、拓扑相变和磁光电子学领域开辟了令人兴奋的机会。
化学化工学院段曦东教授为上述论文的通讯作者，博士研究生李佳为Advanced Materials论文第一作者，赵蓓为共同第一作者；博士研究生马惠芳为Nano Letter论文第一作者，博士后陈鹏为共同第一作者。段曦东教授今年还和段镶锋教授、博士后陈鹏、博生生张正伟合作在Chemical Society Review就二维材料异质结和超晶格的研究进展进行了综述（Chem.Soc.Rev. 2018(47),3129-3151）。这些研究得到了国家自然科学基金项目、交叉学科平台建设-纳米科技实验室支持项目及段曦东教授启动经费等项目的支持。
责任编辑：吴芳馨
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