具有超高電導率的二維金屬性二硒化釩

近年來，石墨烯（graphene）、二硫化鉬（MoS2）和六方氮化硼（h-BN）等具有層狀晶體結構的二維材料因其獨特的能帶結構和豐富的物理化學特性，在電子學、光電子學和能源轉換等領域具有非常廣闊的應用前景。二硒化釩（VSe2）和二硒化鈮（NbSe2）等金屬性過渡金屬硫族化合物(MTMDCs)作為一類新興的二維層狀材料，因為其所蘊含的獨特的物理特性，包括電荷密度波相變、超導、磁性等，因而獲得大家的廣泛**。然而當前用于制備**二維MTMDC材料的方法主要是“自上而下”的機械剝離法，該方法制備效率低且可控性差，無法實現批量制備。因而，探索一種“自下而上”的制備方法是相關領域發展的關鍵所在。

采用化學氣相沉積的方法，在云母表面利用范德華外延的原理可控合成了二維金屬性(1T相)二硒化釩單晶納米片。該方法選用的云母基底具有原子級平整的表面，且其與二硒化釩具有較小的晶格失配度（~-3.8%），這是成功合成二硒化釩納米片的關鍵所在。研究發現：可以通過改變生長條件，例如生長時間和載氣得配比，實現層厚在幾納米到幾十納米范圍內的**控制。系統的表征結果表明：金屬性納米片具有與機械玻璃樣品可比的晶體質量，且在大氣下具有較好的穩定性。更有趣的是，該方法合成的二硒化釩納米片在電學表征中表現出高達106S/m量級的電導率，比其他常見半導體性二維材料的電導率高1-4個數量級，甚至和傳統金屬的電導率相當，這使其可能成為基于二維材料的場效應晶體管器件的理想電極材料。

此外，他們也對所獲得的薄層材料進行了低溫輸運測量，觀察到了與機械剝離樣品相似的厚度依賴的電荷密度波相變行為。該研究為二維MTMDC材料的可控合成與新奇物性研究提供了新思路，將這種金屬性的二維材料與其它半金屬性、半導體性和絕緣性的二維材料堆疊到一起形成的范德華異質結構，在新型電子學和光電子學器件等領域將會有**的發展空間。