一维的曲折:在原子精确的一维固体中开发独特电子景观的化学策略

Dr. Maxx aguilla，加州大学欧文分校化学系助理教授

固体中复杂现象和强相关行为的发现不断依赖于接近原子极限的稳定低维晶体的创造. 而二维范德华(vdW)材料得到了广泛的关注, 人们对它们的化学和物理性质所知甚少. 这些低维结构可以被认为是独立的“边缘状态”，可以弥合知识差距，以理解原子精确的2D和0D固体的物理状态. 为此目的, 我将介绍我们在阐明定义结构的不同化学相互作用方面所做的努力, 维数, 组装, 由vdw束缚的亚纳米厚1D链组成的晶体的物理性质. 第一个, 通过自下而上的蒸汽生长途径获得对链间相互作用的化学影响, 我们建立了合成设计规则，以获得从一维纳米线束到准二维纳米带和纳米片等不同厚度的尺寸分辨率的纳米结构, 都基于相同的准一维vdW链构建块. 我会讲到对结构的精确综合控制, 维数, 以及由此产生的纳米结构的尺寸导致我们发现了光学特征，这些光学特征表明来自Sb2S3准1d vdW模型相的超薄纳米线中存在难以捉摸的间接到直接带隙交叉.

此外, 我将描述我们的发现通常如何转化为指导其他1D和q-1D vdW固体自下而上的组装. 第二个, 我将介绍一类独特的可剥落的一维vdW固体，它们结晶为定义明确的原子尺度螺旋结构. 我将描述这些晶格中沿共价链方向的局部配位环境的原子水平控制如何诱导螺旋非周期性和周期性四螺旋的罕见Boerdijk-Coxeter基序. 由于非周期螺旋固有的非中心对称性和使它们结合在一起的vdW相互作用, 我将讨论这些四螺旋如何在独立体和纳米级晶体中表现出可见范围的二次谐波产生. 通过这些共同的努力, 我们定义了合成和材料设计规则，指导定向合成, 复杂原子尺度排序, 以及这类突发性一维vdw衍生材料的各向异性物理性质.