武漢大學Science Advances：Cu原子自發嵌入過渡金屬硫族化合物（TMDs）

嵌入型過渡金屬硫族化合物（TMDs）由於其特別的電子性質吸引了廣泛關注。

最近，武漢大學Fu-Sheng Ke團隊、辛辛那提大學Jingjie Wu團隊、萊斯大學Pulickel M. Ajayan團隊合作，發現體相Cu中的Cu原子能在室溫和大氣壓條件下自發嵌入IV/V族TMDs的範德華層間。

本文要點

要點1. 作者發現，在室溫和大氣壓環境中，IV/V族TMDs存在的條件下，體相的金屬Cu能轉變為奈米級Cu，後者自發嵌入IV/V族TMDs（例如2H-NbS2, 3R-NbS2, 2H-NbSe2, 1T-TiS2, 1T-TaS2和1T-VS2）的範德華層間。相比之下， VI族TMDs（例如2H-MoS2和2H-WS2）不能實現這種嵌入。

要點2.基於此，作者製備了一系列Cu (I)嵌入型2H-NbS2（CuxNbS2），x值可達1.2，是TMD化合物中實現的最高Cu嵌入濃度。Cu在NbS2的層間均勻分佈，佔據S原子形成的四面體位點。測試表明，由於Cu嵌入，NbS2的費米能級向上偏移，因此z方向的導電性提升；此外，Cu嵌入也降低了超導轉變溫度（Tc）和超導體積分數。

總之，該工作為合成高濃度金屬嵌入的TMD開闢了新的道路，未來可進一步探索其潛在應用。

Xiao-Chen Liu, et al. Spontaneous self-intercalation of copper atoms into transition metal dichalcogenides. Science Advances, 2020.

DOI: 10.1126/sciadv.aay4092