单层/多层全溴基团Ti2CBr，Monolayer/Multilayer Bromine-Terminated Ti₂CBr‌

基本结构特征

Ti₂CBr属于典型的卤素端基修饰MXene，其晶体结构可以拆解为：

• 核心骨架是由Ti-C-Ti三层原子堆叠构成的Ti₂C晶格

• 上下两个外层的Ti原子表面，所有的悬挂键都被Br原子完全饱和覆盖，形成全溴端基的表面结构

• 单层状态下整体呈现原子级平整的二维片层形态，多层堆叠时依靠层间范德华力结合，层间距相比传统-O/-OH/-F端基的Ti₂CTₓ更大

物理化学特性

1. 高环境稳定性：Br端基的化学惰性远高于羟基和氧端基，在大气环境下不容易发生氧化降解，存储寿命比常规含氧端基Ti₂C高出数倍

2. 可调电子输运性质：实验和理论计算都证实，单层Ti₂CBr呈现出显著的二维金属性，载流子迁移率远高于很多氧化物二维材料

3. 本征铁磁序：全溴修饰的Ti₂C体系会在费米能级附近产生净磁矩，是少数同时具备高导电性和室温铁磁性的无本征贵金属二维材料

4. 层间弱相互作用：Br原子的大尺寸会撑开层间距，让离子在层间的嵌入/脱出阻力大幅降低，适合作为储能和电化学催化的宿主材料

制备路径

1. 自上而下的选择性刻蚀：使用Ti₂AlC作为前驱体，在含溴的刻蚀体系中选择性刻蚀掉Al原子，一步原位生成全溴端基的Ti₂CBr，后续通过插层剥离得到单层或少层产物

2. 自下而上的气相沉积：通过化学气相输运的方式在衬底表面直接生长大尺寸的单层Ti₂CBr单晶片

应用场景

• 自旋电子器件的二维铁磁电极材料

• 锂/钠离子电池的高倍率负极活性物质

• 电催化析氢、CO₂还原的无金属基助催化载体

• 电磁屏蔽和微波吸收的超薄二维薄膜材料

关于我们:

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