氢化在二维材料中实现高电导率

　　近日，谢毅教授课题组在高电导率二维材料的设计方面取得进展，该工作以“Superior Electrical Conductivity in Hydrogenated Layered Ternary Chalcogenide Nanosheets for Flexible All-Solid-State Supercapacitors“为题，发表于Angew. Chem. Int. Ed., doi:10.1002/anie.201600029。

　　超薄二维材料以其独特的电子结构特点，被认为是构建新一代纳米电子器件的最佳材料，然而较差的导电性能严重阻碍了它们的进一步应用。考虑到超薄二维材料电输运性质与电子结构密切相关，研究人员通过氢原子掺杂，在三元过渡金属硫属化合物Cu₂MX₄(M＝Mo、W；X = S，Se)中注入电子，实现了其电输运性能由半导体到金属的转变。 

　　以Cu₂WS₄为例，通过锂离子插层辅助的液相剥离法，成功实现了氢化Cu₂WS₄纳米片的制备。实验结果表明，氢离子的掺杂使得Cu₂WS₄由本征的半导体而转变为金属，同时伴随着电导率近1010的提高，氢化Cu₂WS₄组装而成的纳米片薄膜室温电导率高达2.9×104 S m^-1。同时，氢化Cu₂WS₄纳米片的金属性非常稳定，在高达350 ^oC的温度下退火仍能保持不变。基于其高电导率和稳定的金属特性，氢化Cu₂WS₄纳米片作为电极材料被用于全固态超级电容器的设计中，并呈现出优良的电化学性能。该研究为设计高电导率的电极材料提供了新的途径。

 

（化学与材料科学学院、iChEM）