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　　最近，我院曾杰教授課題組在二維層狀材料的拓?fù)浣^緣體納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成與生長(zhǎng)機(jī)理研究方面取得重要進(jìn)展。研究人員對(duì)晶體的成核及生長(zhǎng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)調(diào)控，通過(guò)引入螺旋位錯(cuò)首次實(shí)現(xiàn)了二維層狀材料的螺旋生長(zhǎng)，將材料由分立的層狀轉(zhuǎn)變成連續(xù)性的螺旋條帶，從而獲得了一種既不同于單層又有別于傳統(tǒng)塊體的新型納米材料。該成果以“Screw-Dislocation-Driven Bidirectional Spiral Growth of Bi2Se3 Nanoplates”為題發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志上（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI：10.1002/anie.201403530），論文的第一作者是物理系碩士研究生莊阿偉。

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　　拓?fù)浣^緣體是一種近幾年被發(fā)現(xiàn)的新型量子物質(zhì)態(tài)，在能量無(wú)耗傳輸、自旋電子學(xué)以及量子計(jì)算機(jī)等方面有著很大的應(yīng)用前景。除了奇異的不受缺陷和非磁性雜質(zhì)散射的拓?fù)浔砻鎽B(tài)外，在拓?fù)浣^緣體中引入一個(gè)螺旋位錯(cuò)的線缺陷，還可能會(huì)產(chǎn)生一對(duì)拓?fù)浔Ｗo(hù)的一維螺旋態(tài)，從而創(chuàng)造一條完美的導(dǎo)電通道。類(lèi)石墨烯層狀結(jié)構(gòu)的硒化鉍因其簡(jiǎn)單的能帶結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)大于室溫的能量漲落體帶隙，被認(rèn)為是最有前景的拓?fù)浣^緣體材料之一。曾杰教授課題組基于特色的可控制備手段，從晶體生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)理論出發(fā)，通過(guò)將反應(yīng)體系維持在極低的過(guò)飽和條件下，使硒化鉍在成核過(guò)程中產(chǎn)生螺旋位錯(cuò)的缺陷，從而誘導(dǎo)層狀材料進(jìn)行雙向的螺旋生長(zhǎng)，打破硒化鉍本征的晶體生長(zhǎng)模式。此外，研究人員還通過(guò)對(duì)螺旋生長(zhǎng)速度的控制，合成出不同發(fā)展程度的螺旋結(jié)構(gòu)，從中闡明了二維層狀材料的螺旋生長(zhǎng)機(jī)理。這項(xiàng)研究為實(shí)現(xiàn)一維拓?fù)渎菪龖B(tài)提供了材料基礎(chǔ)，有助于促進(jìn)硒化鉍在拓?fù)浣^緣體、熱電以及催化等方面的新發(fā)展。此外，探索螺旋生長(zhǎng)的方式對(duì)于合成其他二維層狀材料的螺旋結(jié)構(gòu)，從而調(diào)制材料的物理性能也有重要的指導(dǎo)意義。

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　　這項(xiàng)研究得到了科技部青年973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家人才計(jì)劃、中科院人才計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育基金等項(xiàng)目的資助。

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　　論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1002/anie.201403530

　　曾杰教授課題組網(wǎng)頁(yè)：http://zengnano.ustc.edu.cn/