近日，中科院宁波材料技术与工程研究所先进核能材料实验室联合浙江大学、甬江实验室等团队，利用“化学剪刀”亚层编辑策略，将镧系元素“嵌入”MXene 晶格，首次合成出兼具半导体特性和铁磁性的新型二维材12 料——镧系 MXene 材料。相关成果已在线发表于国际期刊《自然》。

MXene是一类二维层状过渡金属碳氮化物，因其优异的导电性和可调表面化学性质，在储能、电磁防护、催化、传感等领域具有广泛应用前景。然而，此前的 MXene 材料主要基于前过渡金属，具有金属导电行为，难以同时具备半导体能带结构和磁有序性，这限制了材料在电子器件、自旋电子学等方向的进一步拓展。研究团队发现，镧系元素单卤化物具有特殊的层状结构，与 MXene 去除碳原子层后的亚层结构相似。基于此前提出的“化学剪刀”层状结构编辑策略，团队发展了一条新的合成路径——利用层状化合物中亚层化学性质的差异，实现特定原子层的敲除、置换或重构，这好比用原子尺度的积木，按设计图重新拼装。

据悉，MXene 二维材料被视作自旋电子学领域的重要候选材料之一，在低功耗逻辑器件、高频通信、磁传感器乃至量子计算领域都蕴藏巨大潜力。该策略具有普适性，未来有望推广至其他过渡金属，为二维材料家族打开一扇新大门。