碳化物和碳氮化物的非范德华超晶格

人工超晶格是通过石墨烯等原子层的逐层周期性堆叠或连续外延生长构建而成的，已成为开发性能超越现有材料的新材料的多功能平台1,2,3。然而，目前已探索的超晶格主要是范德华超晶格，受限于弱界面耦合4,5。本研究提出了一种高效的合成方法，通过刚度调控的卷绕策略，制备出一类碳化物和碳氮化物的非范德华超晶格，其层间具有氢键结合。关键步骤包括：通过在MX片层中制造金属空位，调控源自MAX相的原子层的弯曲刚度，从而在快速弯曲形变下触发其有序卷绕。与范德华超晶格不同，我们这种具有氢键的非范德华超晶格具有强层间电子耦合，且电荷载流子浓度高达10²² cm⁻³。因此，该超晶格的电导率约为30,000 S/cm，约为同类材料的22倍。在电磁干扰屏蔽应用中，最优的非范德华超晶格薄膜的屏蔽效能高达124 dB，超越了所有已知同等厚度的合成材料。这类非范德华超晶格有望显著拓宽材料平台，为人工堆叠体系的新发展提供多样的成分和晶体结构。