分子阳离子在范德华材料及异质结构中的电化学嵌入

《Nature Synthesis》：Galvanic intercalation of molecular cations into van der Waals materials and heterostructures

二维范德华晶体通过置换策略实现有机金属和手性分子阳离子的单层及体材料插入，在温和条件下获得50种有机-无机超晶格。方法可构建垂直异质结构（单组分分子堆叠）和横向异质结构（相邻区域引入不同分子），并成功实现超导异质结构器件的集成。

　　

摘要

将分子物种插入范德华（vdW）晶体中是一种将vdW材料的物理性质与分子的化学多样性相结合的有效方法。然而，其潜在的变革性应用尚未得到充分探索，部分原因是使用传统插层方法难以在保持高晶体质量的同时实现少层结构。在这里，我们提出了一种电化学策略，利用某些金属的低还原电位，在温和条件下将多种分子阳离子（包括有机金属和手性物种）插入到块状vdW晶体及少层片材中，从而制备出50种有机-无机超晶格。此外，该方法还实现了垂直插层异质结构（分子阳离子被限制在vdW堆栈中的单一组分内）和横向插层异质结构（两种不同的分子物种被引入同一片材的相邻区域）。最后，我们展示了超导异质结构在器件层面的集成应用，凸显了电化学插层技术在混合器件和新兴量子现象研究中的前景。