南华大学数理学院燕罗博士在ACS nano发表重要研究成果：MOenes--新兴的类MXenes家族量子材料

新湖南客户端 2025-08-18 15:50:10

近日，南华大学数理学院燕罗博士与电子科技大学周柳江教授合作在纳米领域顶级期刊《ACS Nano》（影响因子16，中科院一区Top期刊）发表研究论文“Extending the MXenes to MOenes with emergent Quantum Phenomena”。该研究创新性地将传统二维碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes）扩展到氧族化物（MOenes），极大地扩展了MXenes材料家族，为未来科学研究与应用带来新机遇。燕罗博士为论文第一作者，南华大学为论文第一完成单位。

MXenes在能量存储与转换、电磁屏蔽、电子器件、传感器、复合材料及生物医疗等领域展现出广阔应用前景。2022年，超低能二次离子质谱技术直接验证了碳氧化物的存在。利用该方法可对MXenes的组成成分进行逐层分析，证实多数MXenes在“X”位含有丰富的氧元素。此外，一系列由Se元素占据“X”位的MXenes前驱体氧族化物已在实验中成功制备。受此启发，燕罗博士与合作者设计出一种新型二维过渡金属氧族化物——MOenes（图1），并通过第一性原理和高通量计算，将相关研究扩展至整个MOenes家族（图2）。该材料具有良好的稳定性，并表现出丰富的物理特性，包括超导电性、拓扑绝缘体特性、半金属特性、直接半导体特性、谷-自旋分裂、氨气催化、热电和非线性光学等（图3）。

研究团队进一步构建了公开数据库moenes.online，收录了晶体结构、力学性质、电子结构和声子谱等关键信息。此项工作不仅提出了一种新型材料，实现了原子尺度的二维材料结构设计与物性研究，更重要的是，数据库的建立将为未来MOenes相关研究提供重要参考。（杨超娟）

图1：(a) 2H- 和 (b) 1T-Mn+1OnT2 (n =1, 2) MOenes 的晶体结构

图3：MOenes相关物性

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来源：新湖南客户端

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