段曦东课题组在多相二维超薄CoSe纳米片的合成领域取得重要进展

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加州大学洛杉矶分校段镶锋教授和湖南大学段曦东教授合作领导的二维材料团队在多相二维超薄CoSe纳米片的合成领域取得重要进展。相关研究成果以题为“Phase-Tunable Synthesis of Ultrathin Layered Tetragonal CoSe and Nonlayered Hexagonal CoSe Nanoplates”的研究论文发表在材料领域顶级期刊（Advanced Materials, 影响因子为25.809）。

由于特殊的物理性质（例如电荷密度波，磁性，催化和超导性）和重要潜在应用，金属性质的二维（2D）过渡金属二硫化物（MTMD）近来引起了广泛的关注。例如，有研究表明多相的TMDs在析氢催化反应和能量储存方面具有很大的潜在应用价值。为具有多相结构的二维材料提供控制物相的有效的合成方法并研究不同相的物理性能具有重要的意义，已成为2D材料研究领域的重要主题。为了探索具有潜能的多相二维材料，最近关于多相过渡金属硫化物的合成和性能的研究逐渐被报道。

图片说明：超薄层状的四方和非层状的六方相CoSe纳米片

四方相的一硒化钴是层状结构，有铁磁性，并且居里温度接近10 K。而六方相的硒化钴是为非层状结构。众所周知，由于内在的三维结构，合成二维的非层状材料是十分困难的。而控制合成条件调节产二维硒化钴材料的物相也是一大挑战。最近段曦东教授团队通过控制化学气相沉积方法的合成参数成功合成了不同厚度的超薄层状的四方和非层状的六方相CoSe纳米片。四方的CoSe纳米片最薄可达2.3 nm，六方的CoSe纳米片最薄可达3.7 nm。研究表明四方和六方的CoSe纳米片均表现为金属性质。进一步研究表明，四方和六方的CoSe纳米片均具有较高的且厚度可调的电导率和击穿电流。六方的CoSe纳米片最高电导率可达6.6×105 S m−1，击穿电流可达到3.9×107 A/cm2。四方的CoSe纳米片具有稍低的电导率，可达8.2×104 S m−1。此外，该团队又通过制备Hall器件研究表明，四方的CoSe纳米片具有角度相关的磁阻和弱的反局域化效应。该团队CVD生长的二维超薄四方和六方的CoSe纳米片不仅丰富的二维家族，也可能为多相二维材料在原子规模上的调控提供了范例。

化学化工学院段曦东教授和加州大学洛杉矶分校段镶峰教授为通讯作者，博士研究生马惠芳为第一作者，博士后万众为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目和交叉学科平台建设-纳米科技实验室支持项目等项目的支持。

段镶锋，美国加州大学洛杉机分校(UCLA)终身教授。1977年出生，1997年本科毕业于中国科学技术大学，1999和2002年分别获得美国哈佛大学化学硕士和物理化学博士学位。2001-2008年在美国Nanosys高科技公司工作、是该公司的联合创始人之一，历任联合技术顾问、先进技术科学家、先进技术高级科学家、先进技术部经理和首席科学家。2008年被聘为美国加州大学洛杉机分校(UCLA)助理教授，2012年和2013年分别晋升为终身副教授和教授，2013年被聘为湖南大学特聘教授。2013年底依托湖南大学化学化工学院“化学生物传感与计量学国家重点实验室”和湖南大学物理与微电子科学学院“微纳光电器件及应用教育部重点实验室”组建“微纳系统与器件”课题组，旨在：(1) 纳米材料的合成、组装和表征；(2) 先进电子和光子材料与器件；(3) 能源利用、转化与存储；(4) 生物医学传感与治疗等方向进行一系列具有重大原创性的理论、实验或工程技术研究，使研究成果具有国际先进水平。

段曦东，湖南大学教授，1993年本科毕业于湖南大学化学化工系，博士毕业于湖南大学化学化工学院。段曦东教授从事二维材料制备、光电性质和先进光电功能器件研究，已以第一作者和通讯作者在包括Science、Nat. Nanotech, Nano. Lett.和Chem. Soc. Rev.等期刊上发表论文十多篇。代表性的学术成果包括：1)通过精确调控二维材料的化学成分和电子结构，在国际上率先制备出了具有原子级厚度的二维材料横向异质结；并成功示范了其在光电检测、光伏效应和反相器方面的应用(Nat. Nanotech 2014)。2)通过精确调控二维合金材料的成分，合成了具有可调带隙的二维半导体合金WS2-2xSe2x，并示范了其在先进光电功能器件方面的应用 (Nano. Lett. 2016)。3) 以所发表的二维材料工作为基础，撰写了二维材料研究进展综述一篇 (Chem. Soc. Rev. 2015)。4) 和段镶锋教授合作，实现了2D异质节、多异质节以及超晶格的可控外延生长（Science 2017），这是以湖南大学为第一作者和第一单位发表的首篇Science 论文。