单层二维半导体的表面功能化

xinji

研究亮点：

提出一个一种不破坏层内键合有效的修饰2D表面的方法，即配体取代。

表面在材料性能方面起着关键作用，即调控物理和化学性质，这种重要性在二维（2D）限制中被进一步放大。对于单层2D材料来说，其几乎完全由表面组成，到目前为止，都没有一种化学方法，可以在不破坏其层内键合的情况下，实现表面功能化的效果。

有鉴于此，哥伦比亚大学化学系Xavier Roy教授，Xiaoyang Zhu教授和昂热大学的Patrick Batail教授合作报道了一种特殊的化学修饰方法，对具有独特分层结构的单层2D半导体表面进行配体取代。

与传统的配位化学不同，本文提出一个有效的修饰2D表面的方法。以Re6Se8Cl2单层为例，作者通过嵌入锂离子的方法制备出了单层的Re6Se8Cl2二维纳米片，其结构由Re6Se8簇相互交联，组装成极其稳定的一排平行四边形框架，并且外部被Cl配体覆盖，这些氯原子不稳定，因此可以被取代。

基于这种独特结构，可以通过将单层Re6Se8Cl2二维纳米片和三甲基腈硅烷反应将部分的-Cl配基替换为-CN，同时保留Re6Se8簇的整体结构，从而实现了对二维纳米材料的无损功能化修饰。

这项研究为制备多功能化的2D材料铺平了道路，便于调节2D材料的物理和化学性质，有利于提升2D半导体的电接触。但是这种特殊结构的拓展及实际应用还有待探索。

参考文献：

Choi B, Lee K, Voevodin A, et al. Two-Dimensional Hierarchical Semiconductor with Addressable Surfaces[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018, 140(30): 9369-9373.

DOI: 10.1021/jacs.8b05010

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b05010