Suppr超能文献

二维金属碳化物 MXenes 的共价表面修饰和超导性。

Covalent surface modifications and superconductivity of two-dimensional metal carbide MXenes.

机构信息

Department of Chemistry and James Franck Institute, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA.

Department of Physics, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL 60607, USA.

出版信息

Science. 2020 Aug 21;369(6506):979-983. doi: 10.1126/science.aba8311. Epub 2020 Jul 2.

Abstract

Versatile chemical transformations of surface functional groups in two-dimensional transition-metal carbides (MXenes) open up a previously unexplored design space for this broad class of functional materials. We introduce a general strategy to install and remove surface groups by performing substitution and elimination reactions in molten inorganic salts. Successful synthesis of MXenes with oxygen, imido, sulfur, chlorine, selenium, bromine, and tellurium surface terminations, as well as bare MXenes (no surface termination), was demonstrated. These MXenes show distinctive structural and electronic properties. For example, the surface groups control interatomic distances in the MXene lattice, and Ti C ( = 1, 2) MXenes terminated with telluride (Te) ligands show a giant (>18%) in-plane lattice expansion compared with the unstrained titanium carbide lattice. The surface groups also control superconductivity of niobium carbide MXenes.

摘要

二维过渡金属碳化物(MXenes)表面官能团的多功能化学转化为这类功能材料开辟了一个以前尚未开发的设计空间。我们通过在熔融无机盐中进行取代和消除反应,引入了一种在 MXenes 上安装和去除表面基团的通用策略。成功合成了具有氧、亚氨基、硫、氯、硒、溴和碲表面末端的 MXenes,以及裸露的 MXenes(无表面末端)。这些 MXenes 表现出独特的结构和电子性质。例如,表面基团控制 MXene 晶格中的原子间距离,并且用碲化物(Te)配体终止的 TiC(=1,2)MXenes 与未应变的碳化钛晶格相比表现出超过 18%的面内晶格膨胀。表面基团还控制碳化铌 MXenes 的超导性。

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