2024年1月11日，Nat. Commun.在线发表了清华大学魏飞教授和陈晓助理研究员
课题组的研究论文，题目为《
Ultrasmall single-layered NbS
e
2
nanotubes flattened within a chemical-driven self-pressurized carbon nanotube
》。
低维材料由于其独特的电学、光学和
力学
性质
而引起了广泛的实验和理论研究
，这些
性质
与它们的体相截然不同。受尺寸
限域
，二维材料中的电子被捕获在一个平面内，从而产生与层数关联的能带结构。电子在一维内的进一步限域导致了集体费米子态的出现，这被称为“
Luttinger液体（LL）
”。
压力可以改变原子间距离及其静电相互作用，对电子轨道和成键模式产生深远的影响。传统的压力工程依赖于外源的压缩，这在精确地对单个分子施加压力方面提出了重大挑战，同时也消耗了大量的机械能。
在此研究中，作者报道了
超小型
单层NbS
e
2
扁
平
管
（< 2.31 nm），这是在碳纳米管（CNTs）内NbSe
3
的去硒化过程中通过自加压产生的。由于
碳纳米管之间的内力
（4-17 GPa）
比
剪切强度
大3个数量级
，因此扁
平
管被锁住以防止滑移。电输运测量表明，
碳纳米管内的大压力导致分子间电子关联性增强
。
严格一维的NbS
e
2
扁管具有Luttinger液体态，显示出
比纯
碳纳米管（
α
CNT
≈
0.22
）
更高的隧穿指数
α
NbSe2@CNT
≈
0.32
。
这项研究工作提出了一种新的自加压化学方法，用于产生新的材料构型和调节电子相互作用。
图1
单层扁平
NbS
e
2
纳米管封装在碳纳米管内的原子结构
图2
碳纳米管的压力评估和由此产生的
NbS
e
2
扁平管的晶格变形
图4
扁平
NbS
e
2
@CNT异质管的电子性质
Jiang, Y., Xiong, H., Ying, T. et al. Ultrasmall single-layered NbS
e
2
nanotubes flattened within a chemical-driven self-pressurized carbon nanotube.
Nat. Commun
.,
2024
, 15, 475. https://doi.org/10.1038/s41467-023-44677-y
【其他相关文献】
[1]
Senga, R., Komsa, HP., Liu, Z. et al. Atomic structure and dynamic behaviour of truly one-dimensional ionic chains inside carbon nanotubes.
Nat. Mater
.,
2014
, 13, 1050–1054. https://doi.org/10.1038/nmat4069
[2]
Slade, C.A., Sanchez, A.M. & Sloan, J. Unprecedented New Crystalline Forms of SnSe in Narrow to Medium Diameter Carbon Nanotubes.
Nano Lett
.,
2019
, 19, 2979−2984. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b00133
[3]
Zhang, J., Fu, C., Song, S. et al. Changing the Phosphorus Allotrope from a Square Columnar Structure to a Planar Zigzag Nanoribbon by Increasing the Diameter of Carbon Nanotube Nanoreactors.
Nano Lett.
,
2020
, 20, 1280−1285. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04741
[4] Pham, T., Oh, S., Stonemeyer, S. et al. Emergence of Topologically Nontrivial Spin-Polarized States in a Segmented Linear Chain.
Phys. Rev. Lett
.,
2020
, 124, 206403. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.206403
[5] Stonemeyer, S., Cain, J.D., Oh, S. et al. A. Stabilization of NbTe
3
, VTe
3
, and TiTe
3
via Nanotube Encapsulation.
J. Am. Chem. Soc
.,
2021
, 143, 4563−4568. https://doi.org/10.1021/jacs.0c10175
[6] Qin, JK., Liao, PY., Si, M. et al. Raman response and transport properties of tellurium atomic chains encapsulated in nanotubes.
Nat. Electron
,
2020
, 3, 141–147. https://doi.org/10.1038/s41928-020-0365-4
加州大学伯克利分校Adv. Mater.: 碳纳米管中的一维磁性MX3单链
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武汉大学肖旭东团队ACS Nano:零维四面体团簇和一维扶手椅纳米链形成As单层
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