近日，华中科技大学光电信息学院/武汉光电国家研究中心单片集成光电子器件与系统团队唐江教授、陈超副教授在一维链状材料领域取得重要进展，研究成果以“Chained Materials: Definition, Understandings, and Applications”为题，于2026年2月24日在线发表于《化学评论》（Chemical Reviews）杂志。华中科技大学唐江教授团队首次在国际上提出“chained materials”（链状材料）这一概念，并对链状材料的定义、理解和应用做了全面的总结。
原子及其键合方式共同决定了材料的性能与应用。以硅、III‑V族和II‑VI族化合物为代表的三维（3D）晶体结构材料，原子间以共价键相互作用，载流子输运呈现近似各向同性（图 1a–c），已被广泛应用于微电子与光电子领域。对于二维（2D）晶体结构材料（也称为层状材料），如石墨烯、MoS2、BN、WS2等（图 1d–f），原子在一个方向上通过范德华力作用，而在另外两个方向上以共价键结合。因此，载流子被限制在二维晶格面内，并表现出面内的高迁移率和面间的低迁移率。具有一维（1D）晶体结构的链状材料，主要以强化学键连接形成原子链，再通过弱分子间相互作用在另外两个方向上堆叠而成（图 1g–i）。因此，载流子被显著限制在一维原子链内，并沿链方向快速输运；而垂直于链的方向上，因相邻链之间电子云交叠较弱，载流子迁移率远低于链方向。链状材料这种特殊的晶体结构带来了各向异性载流子输运、力学柔性、非常规薄膜生长机制等独特性质，已引起广泛关注。
迄今已报道的一维链状材料达数百种，包括部分硫属化合物与硫卤化合物、单质硒和碲、锑硫族化合物、碱金属铜卤化物、有机-无机杂化钙钛矿等，其共同结构特征为晶体由原子链有序堆叠构成。该类独特的一维堆叠晶体结构，赋予链状材料一系列独特物理化学性能，包括低结构对称性、各向异性载流子输运、复杂缺陷物理、良性晶界、高机械柔性、特殊晶体生长机制、偏振敏感性、自限域激子发光及光催化效应等。
目前链状材料已在光伏电池、光电探测器、X射线闪烁体、发光器件、光化学电池、场效应晶体管等领域得到了广泛的研究进展。此外，其独特物性还使其在硅基叠层太阳能电池顶电池、晶圆级环栅场效应晶体管、超小像素图像传感器、非易失忆阻器等应用中显现巨大潜力。
该研究工作得到了国家自然科学基金和重点研发计划项目的资助，论文第一作者为鲁帅成副教授（信息支援部队工程大学）、李康华副教授（华中科技大学）和王亮教授（山东大学），通讯作者为陈超副教授和唐江教授。
图 1 3D、2D和1D晶体结构材料示例
图 2 3D、2D、1D和0D材料的晶体结构及相互作用示意图
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemrev.5c00527
