ナノスケール材料：炭化物および炭窒化物の非ファンデルワールス超格子

グラフェンなどの原子層から、層ごとの周期的積層や逐次的エピタキシャル成長を用いて構築される人工超格子は、既存材料を凌駕する特性を持つ新材料を開発する汎用的プラットフォームとして浮上してきた。しかし、これまで検討された超格子は主に、弱い界面相互作用によって制限されたファンデルワールス（vdW）超格子であった。今回我々は、剛性媒介ロールアップ戦略による層間水素結合を特徴とする、炭化物および炭窒化物の非vdW超格子群を実現する、効率的な合成プロトコルを提示する。非常に重要な段階として、MXスラブに金属空孔を形成することによるMAX相由来の原子層の曲げ剛性のカスタマイズが関わっており、これによって高速たわみ変形の下で規則的なロールアップが引き起こされる。vdW超格子とは異なり、水素結合による今回の非vdW超格子は、ロバストな層間電子的結合を可能にし、高濃度の電荷キャリア（10²² cm⁻³）を持つ。結果として、今回の非vdW超格子は、vdW超格子の約22倍に相当する、約3万S cm⁻¹という注目すべき電気伝導率を示した。電磁干渉遮蔽に用いると、この最適な非vdW超格子膜は124 dBという顕著な遮蔽効果を示し、同等の厚さの既知のあらゆる合成材料の効果を凌駕した。今回の非vdW超格子は、人工超格子材料プラットフォームを著しく拡大し、人工積層系の新たな発展に向けて多様な組成や結晶構造もたらすと期待される。

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