在超導(dǎo)物理和先進(jìn)器件應(yīng)用中，由于其獨(dú)特的性質(zhì)和可控的離子嵌入操作，單層堆疊的硒化鈮(NbSe2)引起了人們極大的興趣。然而，當(dāng)進(jìn)行深度嵌入時(shí)，試圖擴(kuò)大可逆嵌入化學(xué)計(jì)量的范圍經(jīng)常受到過度擴(kuò)展的鍵斷裂和硒化物中固有限制的過渡金屬氧化還原中心的阻礙。
在這里，中科院上海高研院Daming Zhu，Xiaolong Li報(bào)道了通過觸發(fā)陰離子氧化還原可以實(shí)現(xiàn)可逆的非常規(guī)超化學(xué)計(jì)量控制的嵌入NbSe2中，每個晶胞最多兩個銅離子，這比以前的報(bào)道提高了五倍。
文章要點(diǎn)
1）過渡金屬和硒框架的協(xié)同電荷轉(zhuǎn)移抑制了鍵和晶格結(jié)構(gòu)的無序以避免陷入轉(zhuǎn)化，這對于獲得超化學(xué)計(jì)量的嵌入產(chǎn)物是必不可少的，使得可調(diào)的銅離子脫/嵌入可重復(fù)11000次循環(huán)。
2）此外，深度銅離子嵌入及其衍生的嵌入化合物系列在容量和循環(huán)穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出里程碑式的性能，適用于擴(kuò)展的電化學(xué)儲能應(yīng)用，如銅電池、混合離子鋅電池和非水鉀電池。
研究發(fā)現(xiàn)拓寬了插層化合物的領(lǐng)域，并為根據(jù)預(yù)期的功能應(yīng)用定制材料的物理化學(xué)性質(zhì)提供了有吸引力的可能性。
參考文獻(xiàn)
Sun, Y., Qi, R., Xue, Z. et al. Superstoichiometric reversible and manipulable copper-ion intercalation in niobium selenide. Nat Commun 16, 2099 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57423-3
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57423-3
