ナノスケール材料：スケーラブルな固体リチオ化と剥離による金属テルル化物のナノシート

遷移金属テルル化物（TMT）は、物性物理学、化学、材料科学の分野でエキゾチックな性質を探求する理想的な材料になっている。TMTナノシートはトップダウン剥離法によって製造されているが、その規模はグラムレベルを下回り、長い処理時間を必要とするので、実験室から市場への効果的な応用は限定されている。今回我々は、バルクMTe₂を10分以内に固体リチオ化した後、数秒以内に加水分解することによって、さまざまなMTe₂（M = Nb, Mo, W, Ta, Ti）ナノシートを高速かつスケーラブルに合成できることを報告する。我々は、NbTe₂を代表として用いて、厚さが平均3.2 nmで横方向サイズが平均6.2 μmの100 gを超える（108 g）NbTe₂ナノシートを高収率（> 80％）で作製した。量子振動や巨大磁気抵抗など、一般的には高結晶性のMTe₂ナノシートに限定されるいくつかの興味深い量子現象が観測された。このTMTナノシートは、リチウム–酸素電池用の電極触媒やマイクロスーパーキャパシター（MSC）用の電極としても十分に機能する。さらにこの合成法は、合金化されたテルル化物、セレン化物、硫化物のナノシートの調製にも効率的である。今回の成果は、新しい量子現象、応用の可能性、商業化を探求するための汎用的でスケーラブルなTMTナノシート合成の新たな可能性を開く。

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