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有读书笔记Mixed Low-Dimensional Nanomaterial: 2D Ultranarrow MoS[sub:2]Inorganic Nanoribbons Encapsulated in Quasi-1D Carbon Nanotubes

alfredo 添加于 2010-11-23 00:06 | 2712 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Wang Z, Li H, Liu Z, Shi Z, Lu J, Suenaga K, Joung S-K, Okazaki T, Gu Z, Zhou J, Gao Z, Li G, Sanvito S, Wang E, Iijima S

  •  摘 要

    Quasi-one-dimensional nanotubes and two-dimensional nanoribbons are two fundamental forms of nanostructures, and integrating them into a novel mixed low-dimensional nanomaterial is fascinating and challenging. We have synthesized a stable mixed low-dimensional nanomaterial consisting of MoS2 inorganic nanoribbons encapsulated in carbon nanotubes (which we call nanoburritos). This route can be extended to the synthesis of nanoburritos composed of other ultranarrow transition-metal chalcogenide nanoribbons and carbon nanotubes. The widths of previously synthesized MoS2 ribbons are greater than 50 nm, while the encapsulated MoS2 nanoribbons have uniform widths down to 1−4 nm and layer numbers down to 1−3, depending on the nanotube diameter. The edges of the MoS2 nanoribbons have been identified as zigzag-shaped using both high-resolution transmission electron microscopy and density functional theory calculations.

  •  详细资料

    • 文献种类:期刊
    • 期刊名称: Journal of the American Chemical Society
    • 期刊缩写: J. Am. Chem. Soc.
    • 期卷页: 2010年  第132卷 第39期 13840-13847页
    • ISBN: 0002-7863

  •  所属群组

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    无机超窄纳米带合成研究获进展
    Smalley发现C60，Iijima发现纳米碳管，和Geim发现单层的石墨烯是纳米学科发展的三个重要里程碑。与发现纳米碳管可能同样重要的是以MoS2为代表的无机纳米管的发现,目前实验获得的MoS2带其宽度大于50nm，而且边缘很不规则。
     
    近日，北京大学化学学院施祖进小组与物理学院吕劲小组以及日本综合产业研究所的Suenaga和Iijima小组合作指导研究生王志永李鸿等利用纳米碳管作为模版，生成了宽度1-4nm，层数1-3，而且宽度和边缘都非常均匀的MoS2纳米带。EDX，EELS，Raman等实验手段均证实了纳米带的确由MoS2组成。这也是实验上首次制备出纳米带与纳米管复合体（他们建议命名为Nanoburrito）。高分辨率透射电镜和密度泛函理论计算都表明MoS2纳米带的边缘完全呈现锯齿结构。密度泛函理论预言自由状态的锯齿边的超细MoS2纳米带总是具有磁性的基态，其最稳定钝化方式对应的电子结构为半极金属态，开辟了MoS2可以作为纳米自旋器件的新用途。
     
    上述成果于2010年9月9日在线出版在《美国化学学会会志》上（Journal of the American Chemical Society 132, 13840 (2010)）。该合成方法可以推广到其他的无机超窄纳米带的合成。最近他们利用该方法又合成了超窄的WS2纳米带，并且预言自由的WS2纳米带也可具有磁性的基态，并且可做自旋过滤器，研究工作在线出版在《材料化学期刊》（Journal of Materials Chemistry，DOI:10.1039/c0jm02821e），并被选为Hot Paper。
     

    该工作得到国家自然科学基金，科技部重大研究计划，教育部新世纪人才计划，稀土材料化学与应用国家重点实验室以及人工微结构和介观物理国家重点实验室资助。

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