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Tungsten Nitride (W5N6): An Ultraresilient 2D Semimetal, Nano Lett 24, 67–73 (2024)
鎢氮化物(W5N6)：一種超強韌的二維半金屬
Hao-Ting Chin, Deng-Chi Wang, Desman Perdamaian Gulo, Yu-Chi Yao, Hao-Chen Yeh, Jeyavelan Muthu, Ding-Rui Chen, Tzu-Chun Kao, Martin Kalbáč, Ping-Hui Lin, Cheng-Maw Cheng, Mario Hofmann, Chi-Te Liang, Hsiang-Lin Liu, Feng-Chuan Chuang, and Ya-Ping Hsieh*
2024/08/01
本研究探討了新型的二維單層半金屬材料: 鎢氮化物 (W5N6) 的生長方法及其獨特性質。鎢氮化物以其強大的化學鍵合特性和卓越的機械韌性而聞名，使其在各種應用中具有潛在的優勢。中研院原分所謝雅萍博士團隊先進的合成方法，成功地製備出高品質大面積單層的 W5N6，並對其結構和性質進行了詳細的表徵。

透過透射電子顯微鏡 (TEM)、X 射線衍射 (XRD)、拉曼光譜 (Raman spectroscopy) 和 X 射線光電子能譜 (XPS) 等技術，我們深入分析了 W5N6的晶體結構和電子特性。角析式光電子能譜（ARPES）實驗結果顯示，在布里淵區中央（ Γ）近費米能級處存在一個小的類空穴能帶(hole-like band)，表明 W5N6具有半金屬性質。此外，在布里淵區的其他區域並未發現接近費米能級的價帶，進一步排除了其金屬行為的可能性。這些結果與理論計算一致，並且顯示出W5N6 中的線性色散，暗示材料中可能存在意外的狄拉克電子行為。

由於W5N6生長的高單晶性及穩定性，使其在電子和光電設備中具有廣泛的應用潛力。此外，謝雅萍博士團隊還探討了W5N6在原子尺度乾蝕刻停留層中的應用，這對於高性能二維材料的製備至關重要。這些發現突顯了二維過渡金屬氮化物在實現先進電子器件和功能界面方面的潛力。本文的研究不僅揭示了W5N6的半金屬特性，還為未來在新型電子材料的開發和應用提供了重要的實驗依據。隨著對W5N6及其衍生材料的進一步研究，預計將會有更多的潛在應用被發掘，推動材料科學和電子工程領域的發展。