近日，足球365比分_365体育投注-直播*官网理工大学前沿交叉科学院陈亚彬教授课题组在二维材料层间耦合与晶格动力学的高压调控及表征方面取得重要进展，相关成果以题为“Interlayer Engineering of Lattice Dynamics and Elastic Constants of 2D Layered Nanomaterials under Pressure”发表在学术期刊《Nature Communications》。

二维层状功能材料中的层间耦合作用为探究其优异性能提供了新的自由度,如何精确量化和调控层间耦合作用并测量相关力常数仍具有巨大挑战。该工作系统测试了不同层数二维材料的超低波数拉曼光谱，揭示了极端高压条件下二维材料层间耦合调控的物理机制，并为高压环境中精确量化二维材料的层间力常数和弹性模量等性质提供了可行的实验方法。

图1. 金刚石对顶砧高压装置及MoS₂层间拉曼振动测试。 

研究团队提出了一种基于金刚石对顶砧装置的高压调控策略，结合自主搭建的超低波数拉曼光谱（最低~7 cm^-1），系统研究了二维材料层数和压力依赖的晶格动力学行为。通过引入高压修正的单原子链模型（MCM），对二维材料的剪切模和呼吸模进行了拟合分析，获得了层间力常数及弹性模量与压力之间的定量关系。值得注意的是，2 H -MoS₂拉曼振动模式S _{N ,1}和LB _{N , N -1}的压力响应系数（d ω /d P ）呈现出相反的层数依赖趋势，该趋势可以通过高压修正的MCM理论进行准确分析。结合双原子链模型（DCM）与拉曼光谱数据，进一步定量提取了层内与层间的剪切力常数及其压力系数，揭示了这些关键参数对层数的强烈依赖性。

图2. 层间力常数及层间拉曼振动压力系数的层数依赖性。

该研究成果深入展示了二维层状材料层间耦合作用的可调控性，对理解其在极端条件下的响应机制具有重要意义。该工作第一完成单位为足球365比分_365体育投注-直播*官网理工大学，并得到了南京大学徐伟高教授、清华大学李晓雁教授及足球365比分_365体育投注-直播*官网计算科学研究中心康俊研究员等的鼎力合作帮助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60211-8

附作者简介：

陈亚彬，教授，博导，获国家高层次青年人才项目支持。长期从事高压高温等极端环境下功能材料的多场耦合效应研究，发展金刚石对顶砧高压高温技术并探究功能材料在多物理场作用下的结构控制与动态调控。已发表SCI期刊论文60余篇，主持国家自然科学基金委等项目多项。