日本研究人员成功合成一种新型范德华氧化物2H-NbO₂，该材料展现出与二维柔性高度相关的电子特性。这项研究由东京科学研究所助理教授Takuto Soma、副教授Kohei Yoshimatsu、教授Akira Ohtomo和研究生Aya Sato等人主导，并与东北大学教授Hiroshi Kumigashira合作完成。

研究团队通过从LiNbO₂层状薄片中化学提取锂离子，将三维氧化物转化为二维材料，从而释放出莫特绝缘态和超导性等独特性质。这一发现连接了过渡金属氧化物和二维材料研究领域，为下一代电子设备中实现先进的量子材料提供了新路径。

二维材料已成为下一代电子研究的重要基础，其层间由弱范德华力连接，具有独特的量子特性和应用前景。然而，过渡金属氧化物由于其固有的强离子键特性，在二维材料应用中尚未得到充分探索。

Soma强调说："通过合成2H-NbO₂，我们获得了强相关的范德华氧化物，它同时具有过渡金属氧化物和二维材料的特性。"研究团队采用独特的化学策略，使用纳米级LiNbO₂薄膜，通过高温强氧化反应实现锂离子的选择性去除，产生具有六边形蜂窝状图案的2H型层状结构。

对2H-NbO₂的高级分析证实，该材料是一种关联绝缘体，主要源于其半满的单电子带结构。这种电子结构导致强烈的电子间排斥，即使存在Nb 4d电子也表现出绝缘行为。研究人员在部分锂脱嵌过程中观察到金属-绝缘体转变、超导性和非费米液体行为等强关联系统特性。

Soma解释说："其意义在于连接了两个迄今为止各自发展的研究领域——关联氧化物和二维材料。我们的发现揭示了一种新型二维量子材料，它将强电子关联性与范德华化合物的结构灵活性结合在一起。"

这项研究成果已发表在《ACS Nano》杂志，有望在量子材料、下一代电子设备和可持续材料科学领域获得广泛应用。该突破为开发具有特殊电子特性的新型二维材料提供了新的合成思路。

更多信息： Aya Sato 等，强关联范德华氧化物：2H-NbO2 ， ACS Nano (2025)。期刊信息： ACS Nano