在国家自然科学基金项目（批准号：12435017、U23A2093）等资助下，甬江实验室黄庆研究员联合浙江大学杨洪新教授科研团队，首次成功合成了兼具半导体性和铁磁性的镧系MXene材料。相关成果以“基于插层卤化物的兼具半导体性与磁性的镧系MXenes（Semiconducting and magnetic lanthanide MXenes from intercalated halides）”为题，于2026年7月22日在线发表于《自然》（Nature）期刊。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10802-2。

　　MXene是一类在储能、电磁防护、催化等领域具有重要应用前景的二维层状过渡金属碳氮化物。传统的前过渡金属基MXene多为金属性，难以同时具备半导体能带结构与磁有序性，将拥有独特局域4f电子的镧系元素引入MXene晶格，有望实现带隙调控与本征磁矩，但镧系MXene的合成长期面临缺乏合适前驱体、传统刻蚀路径会溶解镧系元素的难题。

　　研究团队基于“化学剪刀”亚层编辑策略，发展了两步固相反应新方法：先制备镧系单卤化物中间体，再将其与石墨高温反应，借助镧系单卤化物层间局域化电子将石墨还原为碳阴离子并嵌入双金属层间隙，完成亚层结构重构，成功合成了6种镧系基新型MXene材料；原位同步辐射X射线衍射证实了晶体结构可精准构筑。该系列材料光学带隙为1.26~1.71 eV，低温下具有负温度系数电阻行为与铁磁耦合特性（居里温度6~59 K），层间碳骨架与表面卤素协同耗散费米面附近d电子打开半导体带隙，局域化4f电子主导自旋磁矩，使材料同时具备可调半导体输运性能与本征铁磁性。该工作为拓展MXene物性、设计光、电、磁耦合多功能材料提供了全新路径。

图 利用亚层编辑策略合成镧系MXene的示意图