1.高活性析氧催化劑IrOx/SrIrO3
　?。ˋ highly active and stable IrOx/SrIrO3 catalyst for the oxygen evolution reaction） 　　氧電化學(xué)在可再生能源技術(shù)（如：燃料電池和電解槽）的應(yīng)用中起著重要作用，但是，析氧反應(yīng)（OER）緩慢的動力學(xué)限制了這些器件的性能和商業(yè)化應(yīng)用。最近，美國斯坦福大學(xué)的Jaramillo研究小組，通過電化學(xué)過程中SrIrO3薄膜表面Sr的部分浸析獲得了IrOx/SrIrO3析氧催化劑。這種催化劑在酸性環(huán)境中電流密度10mA/cm2時的過電勢僅有270-290 mV且能持續(xù)保持30小時。密度泛函理論計算也表明Sr析出過程中IrO3或銳鈦礦IrO2高活性表面形成。他們合成的IrOx/SrIrO3析氧催化劑的性能超出了已知的IrOx和RuO=體系。（Science DOI: 10.1126/science.aaf5050）

　　2.四吡咯功能化石墨烯邊界
　　（Fusing tetrapyrroles to graphene edges by surface-assisted covalent coupling） 　　前驅(qū)體分子在表面輔助下的共價鏈接使低維納米結(jié)構(gòu)（如：石墨烯納米帶）合成成為可能。構(gòu)建功能化的多組分系統(tǒng)的方法往往涉及有機異質(zhì)分子橫向鏈接到石墨烯上。最近，He等人報導(dǎo)了在相同的金屬基底上脫氫偶聯(lián)單卟啉到石墨烯邊緣。這種共價鏈接通過掃描探針技術(shù)在亞分子分辨率上變得可視化，揭示了成鍵的形態(tài)和電子特征。不同的構(gòu)型可以通過熱處理兩個吡咯環(huán)、調(diào)整單體方向融合到石墨烯邊界。而且，他們通過與金屬基底的作用成功地實現(xiàn)了大環(huán)金屬取代和軸向結(jié)合物的結(jié)扎。這一過程與石墨烯納米結(jié)構(gòu)合成結(jié)合能夠創(chuàng)造出復(fù)雜的功能化材料系統(tǒng)。（Nature Chemistry DOI: 10.1038/NCHEM.2600）

　　3.金屬錫量子片用于高效率CO2還原
　?。∕etallic tin quantum sheets confined in graphene toward high-efficiency carbon dioxide electroreduction） 　　超薄金屬片易于被氧化能夠用作高活性的CO2電化學(xué)還原催化劑。中國科技大學(xué)謝毅院士課題組構(gòu)筑了石墨烯限域超薄高活性金屬片的模型，并通過石墨烯限域高活性金屬錫量子片作為例子進行了演示。高活性電化學(xué)面積使其表現(xiàn)出高于塊狀金屬錫9倍的CO2吸附能力，同時高導(dǎo)電性的石墨烯促進了CO2轉(zhuǎn)化為自由基離子的電子轉(zhuǎn)移過程。X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜揭示了降低的Sn-Sn配位數(shù)。另外，羥基離子吸附電勢降低0.13V表明將量子片限域于石墨烯有效地穩(wěn)定了CO2自由基離子。這一成果為設(shè)計用于電解燃料合成的有效穩(wěn)固的催化劑提供了新的思路。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12697）

　　4.范德華異質(zhì)結(jié)用作二端浮柵存儲器
　　（Two-terminal floating-gate memory with van der Waals heterostructures for ultrahigh on/off ratio） 　　非易失性存儲器取代傳統(tǒng)閃存存儲器的概念受到材料可靠性低和截止電流高的阻礙，并且在閃存中使用厚的剛性氧化物層會進一步限制其垂直方向的擴展。Vu等人提出了一種二端浮柵存儲器，它是由單層二硫化鉬、六方氮化硼（hBN）、單層石墨烯垂直堆疊制成的隧道隨機存取存儲器。該器件利用二端子電極實現(xiàn)二硫化鉬溝道中的電流流動，同時用于通過hBN隧穿勢壘實現(xiàn)對石墨烯浮動?xùn)艠O的充放電。該存儲器件展現(xiàn)出10-14 A的超低的開路電流，這也使其具有超過109的超高開關(guān)比，該值高于其他二端存儲器約103倍。此外，由于沒有厚的剛性氧化物材料使其具有很高的伸縮性（419%），可用于柔性電子器件。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12725）

　　5.石墨烯封裝實現(xiàn)二維氮化鎵
　?。═wo-dimensional gallium nitride realized via graphene encapsulation） 　　二維（2D）層狀材料的光譜為研究凝聚態(tài)物理中的新現(xiàn)象提供了一個良好的平臺。在這些材料中，層狀六方氮化硼（hBN）因其具有的寬能隙（約 5.0-6.0 eV），預(yù)示著了二維氮化物是發(fā)展二維器件的重要材料。然而，氮化硼之外的二維氮化物的實驗與理論預(yù)測之間仍存在著一定差距。Zakaria等人利用外延石墨烯通過遷移增強封裝生長（MEEG）技術(shù)合成了二維氮化鎵（GaN），結(jié)合理論預(yù)測和實驗驗證發(fā)現(xiàn)通過MEEG生長合成的二維GaN的原子結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有理論明顯不同。他們還指出石墨烯在穩(wěn)定二維卡扣結(jié)構(gòu)的直接能隙（接近 5.0 eV）中起關(guān)鍵作用。該結(jié)果為通過傳統(tǒng)合成方法難以制備的二維氮化物的發(fā)現(xiàn)和穩(wěn)定提供了基礎(chǔ)。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4742）

　　6.聲學(xué)拓撲絕緣體以及強單向聲音傳輸
　?。ˋcoustic topological insulator and robust one-way sound transport） 　　材料的拓撲設(shè)計使其具有拓撲對稱性，以利于無背向散射波的傳輸。但是，在空氣聲學(xué)中，聲音極化的內(nèi)在縱向本質(zhì)使得常規(guī)的自旋軌道相互作用機制不可能實現(xiàn)波段反轉(zhuǎn)。最近，He等人報導(dǎo)在雙狄拉克錐處實現(xiàn)了聲學(xué)能帶反轉(zhuǎn)，并提供了聲學(xué)拓撲絕緣體的實驗范例。通過控制這種新的拓撲材料中相鄰原子的跳變相互作用，成功地證明了聲學(xué)量子自旋霍爾效應(yīng)，其特點是贗自旋依賴的單向邊界聲音傳輸。該結(jié)果為實驗探究拓撲現(xiàn)象和相關(guān)應(yīng)用提供了新的途徑。（Nature Physics DOI: 10.1038/NPHYS3867）

　　7.氧化物界面上高效可調(diào)的自旋-充電轉(zhuǎn)換
　?。℉ighly efficient and tunable spin-to-charge conversion through Rashba coupling at oxide interfaces） 　　自旋軌道相互作用使電子的運動耦合它們的自旋。因此，充電電流穿過具有強自旋軌道耦合的材料形成橫向自旋電流（自旋霍爾效應(yīng)，SHE），反之亦然（逆自旋霍爾效應(yīng)，ISHE）?；诔潆?自旋相互轉(zhuǎn)換機制的SHE和ISHE的出現(xiàn)提供了多種新的自旋電子功能和器件，其中有一些不需要任何鐵磁材料。然而，SHE和ISHE的相互轉(zhuǎn)換效率作為整體性質(zhì)很少超過10%，且沒有利用普遍存在于自旋電子異質(zhì)結(jié)構(gòu)和介孔結(jié)構(gòu)中的界面和低維效應(yīng)。Lesne等人在氧化物二維電子體系（2DES）laAlO3/SrTiO3中利用界面驅(qū)動自旋軌道耦合機制，即Rashba效應(yīng)，實現(xiàn)了空前效率的自旋-充電轉(zhuǎn)換效率。通過自旋激勵，從NiFe膜向氧化物2DES中注入了一個可以通過柵極電壓來調(diào)制的自旋電流，并檢測了所得到的充電電流。Lesne等人基于2DES的電子結(jié)構(gòu)討論了效果的幅值和柵極依賴性，并強調(diào)了長散射時間對于實現(xiàn)高效的自旋-充電相互轉(zhuǎn)換的重要性。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4726）

　　8.掩埋電子界面的無損成像
　?。∟on-destructive imaging of buried electronic interfaces using a decelerated scanning electron beam） 　　納米技術(shù)的最新進展使得能夠在多層結(jié)中制造原子突變界面，從而允許在處理器中增加晶體管的數(shù)量。然而，結(jié)中存在的局部缺陷致使在整個界面上很難實現(xiàn)均勻的電子傳輸，從而導(dǎo)致局部發(fā)熱和遷移率的下降。迄今為止，對于結(jié)的均勻性的評估主要還是利用橫截面的透射電鏡，而這個過程所需的切片和研磨步驟會潛在地引入附加損壞和變形。因此必須要開發(fā)一種非破壞性的方法。Atsufumi等人展示了一種利用掃描電子顯微鏡來映射掩埋結(jié)性質(zhì)的非破壞性技術(shù)。通過控制電子束能量，他們展示了一定深度下局部結(jié)電阻的對比成像。這種技術(shù)可以應(yīng)用于現(xiàn)有的半導(dǎo)體和金屬器件，以及有機器件的所有掩埋結(jié)中。（Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms12701）