蜂窝状层状氧化物：结构、能量存储、输运、拓扑及相关见解

纳米技术的出现加速了具有卓越化学与物理功能的纳米结构材料的发现与开发，以应对能源、环境、电信和医疗方面的问题。在此探索中，一类二维层状材料——由碱金属或贵金属原子夹在仅由过渡金属与硫族（或磷族）原子以蜂窝状排列构成的板层之间组成——已成为展现出极丰富晶体化学、高电压电化学、快速阳离子扩散，且承载多种奇异电磁与拓扑现象的材料。目前，作为高电压材料在能量存储中的小众应用，这类蜂窝状层状氧化物可作为纳米材料无数能力的理想教学范例，在材料科学、固态化学、电化学和凝聚态物理等多个领域引起巨大兴趣。本综述中，我们描绘蜂窝状层状氧化物的相关化学与物理，并讨论其在可调电化学、超快离子传导、电磁学与拓扑方面的功能。此外，我们阐明尚未开发但极具前景的晶体化学空间，同时概述在该成分空间内识别区域的有效方法，尤其是上述碱金属与贵金属蜂窝状层状氧化物结构中可能潜藏有趣电磁与拓扑性质的区域。最后我们指向可能的未来研究方向，特别是相关蜂窝状层状氧化物材料中 Kitaev-Heisenberg-Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用与 Floquet 理论的前景实现。