In₂Se₃是近年来广受关注的一种层状硫属化合物，其结构单元由Se-In-Se-In-Se原子层构成，层间通过较弱的范德华力结合，易于剥离成二维薄层。In₂Se₃凭借其丰富的相结构、铁电性、可调带隙和优异的机械性能，在存储器、光电器件、柔性电子和能源催化等领域具有广阔的应用前景，是未来功能材料研究的重要方向之一。然而，In₂Se₃存在多种晶相，这些晶相在不同温度和环境条件下可发生相互转变，相稳定性问题严重影响其在实际应用中的可靠性。

       中国科学院宁波材料技术与工程研究所黄庆团队提出的“化学剪刀”层状材料结构编辑技术，不仅实现了MAX相和MXene等碳氮化物层状材料的创制（Science, 379, 2023, 1130-1135），也可用于前过渡族金属硫属化合物的结构调控（Small, 2023, 304281；Adv Funct. Mater., 2023, 2313243)。本工作中，该团队通过金属型“化学剪刀”插层技术对In₂Se₃的相稳定性和物理性能进行了系统研究。研究发现该插层技术可合成出一类全新的化合物Ni_xIn₂Se₃ (x=0~0.3)，其中Ni原子随机占据In₂Se₃的范德华间隙原子位。插层的Ni原子作为“晶格钉扎点”固定了晶体结构，使得插层化合物在25~500^oC的范围内保持单一相结构，有效地解决了In₂Se₃易相变的问题。Ni原子插层进一步有效调控了In₂Se₃的电学性质和热学性质：Ni作为电子给体显著提升了In₂Se₃材料的载流子浓度和电导率；与此同时，层间无序化Ni原子结构则增强了点缺陷密度和界面声子散射，从而降低了其热导率。由于In₂Se₃材料电导和热导分别受到以上不同物理机制的影响， Ni_0.3In₂Se₃相对比原始的In₂Se₃的热电性质获得了显著提升，前者在500^oC的热电ZT值提升了135%。

       该成果以“Phase Stabilization of In₂Se₃ by Disordered Ni Intercalation and its Enhanced Thermoelectrical Performance”为题发表于国际学术期刊《先进材料》（Advanced Materials，2025, e07536，DOI: 10.1002/adma.202507536）。本研究得到了国家自然科学基金（52172254, U23A2093, 12435017, 12275336）、浙江省创新创业团队(2019R01003)、浙江省尖兵计划（2022C01236）、宁波市自然科学基金（2022J297）、宁波市青年科技创新领军人才项目（2024QL022）、中国科学院青年创新促进会（2022298）等项目的支持与资助。

图1 （a）Ni原子插层In₂Se₃过程示意图；（b）扫描电镜和能谱分析显示Ni插层In₂Se₃样品的形貌和元素分布；（c）高分辨球差电镜显示Ni_0.3In₂Se₃的原子结构，其中Ni原子在In₂Se₃层间随机分布

图2 Ni插层对In₂Se₃相稳定性的影响：（a-b）原位XRD揭示In₂Se₃和Ni_0.3In₂Se₃在50-500^oC温度范围内的相结构变化；（c-d）In₂Se₃和Ni_0.3In₂Se₃不同的相转变行为示意图

图3 In₂Se₃和Ni_0.3In₂Se₃在室温至500^oC温度范围内沿面外方向的物性对比：（a）电导率；（b）载流子浓度；（c）载流子迁移率；（d）热导率；（e）塞贝克系数；（f）热电ZT值