二维稀土材料的可控制备及应用探索

基本信息
批准号:21905210
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:曾梦琪
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
二维纳米材料可控制备稀土材料化学气相沉积法液态金属
结项摘要

Two-dimensional (2D) materials are a class of materials with atomic thickness. Due to the quantum confinement effect, they show unique properties compared with the traditional bulk materials. Rare earth elements with unique 4f electronic configuration own excellent optical, electrical and magnetic properties and can be the key materials for various fields, such as lighting, displaying, magnetic devices and detection. However, until now, the controlled fabrication of high-quality 2D rare earth materials has been rarely reported. This project intends to focus on this important class of materials, i. e. rare earth materials, and aims to achieve the controllable fabrication of their high-quality 2D materials, which will expand and enrich the 2D material family. The new properties of rare earth materials in the 2D limit will also be revealed. Liquid metal chemical vapor deposition (CVD) strategy will be employed for the controllable fabrication of high-quality 2D rare earth materials with adjustable layer number. The liquid metal owns ultra-smooth surface, excellent diffusibility and fluidity and its bulk with vacancies can embed heterogeneous atoms, which will facilitate the precise control of the segregation, reaction, nucleation, growth and other elementary steps in the CVD process. Based on the obtained 2D rare earth materials, their luminescence, electrical transport and magnetic properties can be fully explored, which will lighten the related applications. The project will lay a foundation for exploring the properties of 2D rare earth materials and their future applications in lighting, displaying, detection, field effect transistors and magnetic devices.

二维材料是一类具有原子级厚度的材料,由于量子限域效应,其较之传统块体材料会表现出独特的性质。稀土元素因为特殊的4f电子构型具有优异的光、电、磁学性质,是照明、显示、磁学器件和检测等领域的关键材料。然而,迄今为止,高质量的二维稀土材料的可控制备仍鲜有人报道。本项目拟聚焦稀土材料这一类重要材料,提出高质量二维稀土材料的可控制备方法,研究其在二维限域下的新性质,拓展和丰富二维材料家族。本项目拟采用液态金属化学气相沉积法(CVD)策略,利用液态金属体相有包埋异质原子的空位、表面超平滑、扩散性优异和可流动的特点,控制CVD过程中的析出、反应、成核和生长等基元步骤,制备层数可控的高质量二维稀土材料。基于所获得的二维稀土材料,探究其发光、电学输运和磁学等各项性质,实现在各种新型器件中的应用初探。该项目的开展将为二维稀土材料的性质探究和未来在照明、显示、检测、场效应晶体管和磁学器件等领域的应用奠定基础。

项目摘要

二维材料是一类具有原子级厚度的材料,由于量子限域效应,其较之传统块体材料会表现出独特的性质。稀土元素因为特殊的4f电子构型具有优异的光、电、磁学性质,是照明、显示、磁学器件和检测等领域的关键材料。然而,迄今为止,高质量的二维稀土材料的可控制备仍鲜有人报道。本项目聚焦稀土材料这一类重要材料,提出高质量二维稀土材料的可控制备方法,研究其在二维限域下的新性质,拓展和丰富二维材料家族,取得了一系列创新性成果。基于液态金属化学气相沉积方法,通过构筑“软硬酸碱”对,实现了具有特定晶面的稀土氧化物高质量二维单晶的普适性生长,并探索了其磁学性质;发展了一种基于稀土元素的双原子对策略,利用Ce-Pt,Pt-S之间的相互作用,获得了具有灵活可调层间距的稀土基二维材料“弹簧”,调控了其层数—性质依赖关系;设计合成了具有宽带隙、高稳定性和易于取代位点的二维无机框架材料(Ca5(PO4)3OH),通过引入比例可调的自转换稀土离子发光中心(Eu2+和Eu3+),成功实现了从绿色到橙色的多色发光。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019

曾梦琪的其他基金

相似国自然基金

1

稀土羧酸金属有机骨架膜材料的可控制备及应用探索

批准号:21401205
批准年份:2014
负责人:王婧媛
学科分类:B0104
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

微纳米氢键有机骨架材料的可控制备及应用探索

批准号:21601177
批准年份:2016
负责人:李阳雪
学科分类:B0103
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

电极材料用糖基碳材料的可控制备与应用探索

批准号:51402046
批准年份:2014
负责人:张牧
学科分类:E02
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

新型碳基二维原子晶体材料的控制制备、结构表征及应用探索

批准号:51432002
批准年份:2014
负责人:刘忠范
学科分类:E0207
资助金额:380.00
项目类别:重点项目