近日，昆明理工大学材料科学与工程学院蔡金明教授、卢建臣教授团队在新型低维量子材料—单层硒化铜（CuSe）的维度调控及其机理研究领域取得了重要进展。相关研究成果以《Atomically Precise Fabrication of Ultranarrow Zigzag CuTe Nanoribbons via Dimensional Regulation》为题发表在纳米材料国际顶刊《ACS Nano》上。
人工维度调控在电子结构操控和新奇物性构建中扮演着至关重要的角色。然而，通过分子束外延技术实现低维量子材料的维度调控，例如从二维（2D）材料到一维（1D）材料，仍缺乏系统性研究。蔡金明教授和卢建臣教授团队以单层CuSe为初始二维模板，通过调节Te的化学势实现了维度调控，原子级精确地制备了高质量的超窄锯齿状一维CuTe纳米带。通过引入Te原子到CuSe单层中并进行后续退火，Te原子逐渐取代CuSe晶格中的Se原子。随着Te取代率的增加，应力累积并导致长方形纳米孔出现。这些纳米孔进一步扩展和相互连接，形成一维CuSe1-xTex (0 ≤ x ≤ 1) 纳米带，并最终合并形成具有蜂窝晶格结构的超窄锯齿状一维CuTe纳米带。结合单原子分辨能力的STM和单化学键分辨能力的NC-AFM表征以及密度泛函理论（DFT）计算，验证了从二维材料到一维材料的结构转变过程。与二维半导体单层的CuSe不同，新形成的一维CuTe纳米带表现出金属性。此外，DFT计算进一步揭示了CuTe纳米带锯齿状边缘具有自旋极化的边界态。该工作实现了低维量子材料维度的原子级精准调控，为优化和改进低维纳米材料的合成方法提供了新的途径。
昆明理工大学为论文的第一单位，卢建臣教授、高蕾副教授和蔡金明教授为通讯作者。材料学院博士研究生牛格非和硕士研究生耿建群为共同第一作者。该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省重大科技专项等项目的资助。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c14204
（供稿：材料学院）
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