二维铁酸锌纳米片异质结复合物/二维有机聚合物石墨相氮化碳复合物/二维非金属光催化复合物/二维碳化硅纤维布增强陶瓷基复合物

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近日，报道了低对称性单层硫化铼（ReS2）晶体中由平行和准平行晶粒构成的重叠晶界的原子级结构解析和性质预测。研究者结合纳米颗粒在晶粒边界的选择性吸附和球差校正透射电子显微术，实现了在微米尺度大范围、快速显像晶界和在亚纳米尺度精确表征晶界原子结构的兼得；精确解析了具有不同取向、宽度、原子层间堆垛方式的多种重叠晶界，并结合密度泛函理论计算预测了低对称性硫化铼晶体中重叠晶界的电子能带结构将与晶界的取向密切相关。

晶界是重要且常见的微观结构。它显著影响着整体的导电、导热、发光和机械性能，这一特点对于仅由表面原子构成的二维晶体更加明显。然而，由于晶粒大小与晶界宽度之间存在4-5个数量级的巨大尺度差异，导致采用单一普通测试方法难以实现在大范围内对晶界的快速检索与在亚纳米尺度对晶界原子结构的高分辨成像这两个目标的同时达成。此外，表征各向异性二维中由彼此平行的晶粒构成的晶界更加具有挑战，因为低晶体对称性增添了晶界结构的多样性与复杂性，而丧失的晶粒间扭角使得对晶界的发现更为困难。

利用晶界处的高化学活性，实现了铂(Pt)纳米颗粒在多晶单层ReS2晶界处的选择性沉积，从而可在扫描透射电镜的低倍模式下，利用具有高衬度的Pt纳米颗粒作为指示剂，快速获取大面积内的晶界分布与位置信息。再结合高分辨扫描透射电镜环形暗场成像（ADF-STEM），对确定的晶界位置进行纳米尺度的局域高倍观测，实现了对晶界的快速发掘与原子级结构解析的兼得。

三斜晶系的单层ReS2中彼此平行的晶粒因存在水平位移而无法形成原子级成键的晶界，只能产生重叠晶界；表征了具有不同宽度和层间堆垛模式的重叠晶界，并发现其具有显著的优势取向性。此外，还观测到由扭角小于1°的准平行晶粒形成的重叠晶界，数学证明其为非共度结构，不具有平移对称性，继魔角石墨烯和双层碳管的超润滑研究之后，该发现有望激发对非公度小角重叠晶界在电学和结构超润滑领域的性质探索。

密度泛函理论计算表明，取向的差异会显著影响重叠晶界的电子能带结构，使其表现出间接带隙半导体、直接带隙半导体和金属等不同的能带特性。此外，单层ReS2重叠晶界的能带结构主要由边界原子贡献，而受层间堆叠影响较小。

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