日本东京大学构建直径接近1 nm的扶手椅型MoS₂纳米管

  2026年6月，日本东京大学Yusuke Nakanishi团队等在《Science》上发表《扶手椅型MoS₂纳米管通过限域生长实现1 nm极限直径》论文。
  原子级薄的金属硫族化合物纳米管有望支持纳米级晶体管沟道，但是传统合成方法仅能制备较大直径（＞10 nm）、多层壁且手性不可控的纳米管。研究人员采用在氮化硼（BN）纳米管内进行空间限域反应，合成直径接近1 nm的单层壁MoS₂纳米管，主要流程包括：①在约10^-7 hPa的高真空下，将MoCl₅、硫（S）与两端开口的BN纳米管共同加热，在BN纳米管腔体中生成立方Mo₄S₄团簇前驱体。②随后在700℃以下进行退火，将BN纳米管内的Mo₄S₄转化为纳米管。研究人员使用Z衬度高角环形暗场扫描透射电子显微镜等方法对合成的MoS₂纳米管进行分析，表明其平均直径约1.9±0.1 nm，最小直径接近1 nm；BN纳米管的空间限域结构获得高应变MoS₂纳米管，并且展现良好的扶手椅型（θ≈30°）；材料带隙随管径减小呈规律性降低，与理论预期一致，但与碳纳米管的变化规律相反。研究人员表示，在BN纳米管内合成MoS₂纳米管获得本征全环绕栅极结构，或支持发展纳米级晶体管沟道。
  该研究为基于过渡金属硫族化合物等层状材料制备超细纳米管提供新策略，有望支持纳米级电子器件发展。
  DOI：https://doi.org/10.1126/science.aee3446

限域MoS₂纳米管的结构与特性