图 单链一维范德华材料PdGeS₃的制备及表征

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22425506、22575250、22450001、22595391）等资助下，中国科学院化学研究所崔雪萍副研究员、郑健研究员、董际臣研究员与北京大学郭雪峰教授合作在单链一维范德华晶体的可控制备方面取得进展，相关成果以“单链一维范德华材料制备（Preparation of single-chain one-dimensional van der Waals materials）”为题，于2026年5月6日在线发表在《自然·合成》（Nature Synthesis）杂志上，论文链接：https://www.nature.com/articles/s44160-026-01071-y。

　　单链一维范德华晶体作为将结构宽度压缩至单原子链极限的新型一维材料，在纳米电子学、量子器件和功能材料等领域具有广阔应用前景。过去几十年来，科研人员通过自上而下剥离和自下而上合成等策略在窄一维材料制备方面取得显著进展，但尚未实现单链一维材料的制备。如何在保持链内共价键结合、边缘原子级光滑无悬挂键的同时，克服单链机械强度低、缺陷容忍度极低以及剥离过程中链断裂，从而实现高质量、独立单链一维晶体的大规模制备，一直是该领域亟待解决的核心挑战。

　　针对这一挑战，该团队采用精确的电化学辅助插层结合温和剥离的策略，制备出严格一维单晶极限的单链范德华晶体。所制备PdGeS₃单链宽度仅约0.8 nm，长度可达微米级，单链比例高达90%，且晶体质量与块体材料相当。由于链内固有的闭合共价键合，这些单链呈现出原子级精确、光滑的范德华边缘以及明确的化学结构，并展现出良好的空气稳定性。在严格的一维限域条件下，电子运动受到极度约束，单链表现出特征性的拉廷格（Luttinger）液体行为与范霍夫奇点等一维电子学性质。凭借PdGeS₃单链的本征半导体带隙及其原子尺度的限域通道，所构筑的单链单电子晶体管展现出典型的单电子隧穿及输运特性。该单链的亚纳米原子级精确宽度，突破了传统光刻技术在半导体行业中的尺寸限制，为后摩尔尺度器件制备及高密度集成电路中芯片热效应抑制提供了新路径。同时，其明确的化学结构和原子级平滑的范德华边缘，也使其成为低维基础物理研究与亚纳米功能器件开发的理想平台。