9月29日消息,加州大学洛杉矶分校(UCLA)段镶锋(Xiangfeng Duan)团队联合南加州大学研究人员在《自然-化学》(Nature Chemistry)发表研究,通过分子工程策略将二维材料1T-TaS₂中的commensurate电荷密度波(CCDW)态稳定至330 K(约57°C),接近并覆盖室温区间。论文于9月29日在线发表。
1T-TaS₂是研究关联电子态的原型材料,其CCDW相与超导、莫特绝缘态等多种演生量子现象密切相关,但该相天然只在低温下稳定,室温应用受限。研究团队在1T-TaS₂层间插入精氨酸(arginine)分子构建杂化超晶格:精氨酸与TaS₂原子层间的强非共价相互作用有效调控了关联电子相,将CCDW稳定温度推高至330K;对比之下,弱相互作用的其他氨基酸对CDW相变的调制作用明显较弱。
单晶X射线分析与低温电子显微镜证实了多层杂化结构,计算模拟揭示精氨酸重塑了CDW能量面,同时增强热力学稳定性与抗热涨落的动力学鲁棒性。作者指出,从单层插层走向多维分子工程,为室温下调控关联量子态、开发新型量子器件提供了普适性策略。
(来源:Nature Chemistry)