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研究前沿:兰州大学-​范德瓦尔斯材料In2Se3-层间重构相变 | Nature Materials

今日新材料  · 公众号  ·  · 2025-01-25 00:00

正文

范德瓦尔斯材料Van der Waals materials显示出了丰富的结构多晶型,具有独特的物理性质。相变动力学、传播路径和物理性质相关演化的原子理解,有助于实际技术的应用。然而,由于原子级分辨率、视场和成像帧率之间内在权衡,快速相变过程的直接可视化,从根本上来说,这是极具有挑战性的。

今日,兰州大学联合加利福尼亚大学洛杉矶分校在Nature Materials上发文,开发了一种可控的电流驱动相变,并利用原位扫描透射电子显微镜,表征了层状In2Se3中,2H-α到2H-β转变过程中的动态原子重排。

还确定了一种独特的层内分裂(解链unzipping)和层间重构(拉链zipping)途径,并且由能量级联机制驱动。通过这一机制,跨越范德瓦尔斯能隙的键形成,促进了共价层中的键断裂。还观察到依赖于电流方向的不对称相变传播,并归因于异相界面处,珀尔帖Peltier效应引起的温度分布。这些发现,有助于在先进技术中,设计定制的结构相变。

第一作者:Junwei Zhang, Laiyuan Wang, Jingtao Lü, Zhe Wang, Huan Wu.

通讯作者:Laiyuan Wang,彭勇Yong Peng & 段镶锋Xiangfeng Duan

通讯单位:兰州大学、加利福尼亚大学洛杉矶分校

Interlayer reconstruction phase transition in van der Waals materials.

范德瓦尔斯材料的层间重构相变。


图1: 电流驱动相变的概念性原位STEM-EELS研究。

图2: 电流驱动相变的原位STEM观察。

图3:电压刺激时,原子分辨的2H-α到2H-β相变动力学。

图4:沿[100]取向的2H-α–2H-β异相边界模拟原子动力学,以及相应层内分裂/层间重构路径的能量分布。







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