1.通過調(diào)制向列液晶中的分子取向來控制膠體分布
　?。–ontrol of colloidal placement by modulated molecular orientation in nematic cells） 　　通過粒子間相互作用，可以使膠體自組裝成為多種有組織的超結(jié)構(gòu)。這是對(duì)單一型全同粒子自組裝的科學(xué)理解及應(yīng)用的巨大進(jìn)步。由于熱擾動(dòng)的存在，形成膠體粒子占據(jù)了預(yù)定的位置且可以保持在這些位置上的超結(jié)構(gòu)仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。Peng 等人提出了一種利用向列液晶引導(dǎo)膠體排布的通用方法，其中向列液晶由光控取向基板提供預(yù)施加的空間上不同取向的分子。向列環(huán)境中的膠體粒子受到由向列取向規(guī)則決定的遠(yuǎn)距彈性力的約束。取向變化的梯度產(chǎn)生了彈性能分布，從而驅(qū)使膠體通過恰當(dāng)?shù)男巫冞_(dá)到特定位置。實(shí)例表明：垂直表面固定的膠體球被驅(qū)使到最大展開區(qū)域，而切向表面固定的膠體球被置于彎曲區(qū)域。通過探測膠體的過阻尼動(dòng)力可以測得起決定作用的擇優(yōu)彈性力。通過圖樣化的分子取向控制膠體自組裝，為設(shè)計(jì)材料和器件提供了新的機(jī)會(huì)。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600932）

　　2.對(duì)磷烯中電子結(jié)構(gòu)的直接觀察
　?。―irect observation of the layer-dependent electronic structure in phosphorene） 　　作為單原子層的黑磷，磷烯成為一種有望用于電子和光子技術(shù)的新型二維（2D）材料。Li 等人的實(shí)驗(yàn)表明，多層磷烯的電子結(jié)構(gòu)與其層數(shù)明顯相關(guān)，這與理論預(yù)測基本一致。其帶間光躍遷覆蓋了從可見光到中紅外的很寬的范圍，這對(duì)于技術(shù)應(yīng)用十分重要。此外，他們?cè)谀芰渴纸咏者吘壧幱^察到了很強(qiáng)的光致發(fā)光現(xiàn)象，表明多層磷烯是直接帶隙半導(dǎo)體。磷烯的層數(shù)與電子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，結(jié)合其高電子遷移率，使得它比其它二維材料在電子和光電應(yīng)用方面有更顯著的優(yōu)點(diǎn)。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.171）

　　3.微波還原制備高質(zhì)量石墨烯
　?。℉igh-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide） 　　在溶液中高效地剝離石墨，是獲取用于印刷電子、催化劑、能量存儲(chǔ)和復(fù)合材料的石墨烯薄片的理想途徑。對(duì)橫向大尺寸石墨氧化物的剝離產(chǎn)率約 100%，但因?yàn)橐恢睙o法完全去除含氧的官能團(tuán)，這使得還原形式的石墨烯氧化物（GO；還原形式：rGO）仍是一種高度無序的材料。Damien等人提出了一種利用1至2秒脈沖微波將GO還原為純凈石墨烯的簡單快速的方法。優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性使微波還原的石墨烯（MW-rGO）應(yīng)用于場效應(yīng)管溝道材料時(shí)表現(xiàn)出超過 1000cm2/V·s 的遷移率特性，且可以作為析氧反應(yīng)的高活性催化劑。（Science DOI: 10.1126/science.aah3398）

　　4.場效應(yīng)管中界面誘導(dǎo)電子共振的觀察和相干控制
　　（Observation and coherent control of interface-induced electronic resonances in a field-effect transistor） 　　固態(tài)納米結(jié)構(gòu)中，材料界面上的電子缺陷態(tài)是噪聲的重要來源，甚至只有一個(gè)陷阱電荷都可以定性地改變短一維納米線場效應(yīng)管（FET）和量子位（量子比特）器件的特性。對(duì)于未來納米技術(shù)來說，理解捕獲電荷的動(dòng)力學(xué)十分必要，但進(jìn)行直接檢測和操縱卻仍相當(dāng)有挑戰(zhàn)。Tenorio-Pearl等人基于晶體管的裝置創(chuàng)造和探測了由脈沖微波相干驅(qū)動(dòng)的電子缺陷態(tài)。值得關(guān)注的是，他們解析得到大量晶體管電流中高質(zhì)量的共振是微波頻率的函數(shù)，演示了長退相干時(shí)間（∼1 µs—40 µs）和對(duì)缺陷誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)的相干控制。他們有效地表征了穿過兩個(gè)獨(dú)立缺陷宿主材料的800多個(gè)可單獨(dú)尋址的共振，由此提出其性質(zhì)與弱驅(qū)動(dòng)的雙級(jí)系統(tǒng)是一致的。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4754）

　　5.對(duì)混雜鈣鈦礦中結(jié)晶液體保護(hù)高能載流子的屏蔽
　　（Screening in crystalline liquids protects energetic carriers in hybrid perovskites） 　　盡管存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)無序，混雜鹵化鉛鈣鈦礦仍展現(xiàn)出與純非極性半導(dǎo)體相似的載流子特征，但對(duì)于載流子如何避免帶電缺陷和光學(xué)聲子高效率散射卻仍未可知。Zhu 等人通過比較三種單晶鹵化鉛鈣鈦礦CH3NH3PbBr3、CH(NH2)2PbBr3 和 CsPbBr3 揭示了這一保護(hù)機(jī)制。他們?cè)?CH3NH3PbBr3、CH(NH2)2PbBr3中觀察到了壽命約 100 皮秒的高能載流子的熒光發(fā)光，但在 CsPbBr3中卻沒有。熱熒光與類液體分子再取向運(yùn)動(dòng)有關(guān)，這表明在與超快冷卻時(shí)間相匹配的時(shí)間尺度上，動(dòng)態(tài)屏蔽通過溶解或大極化子的形成保護(hù)了高能載流子。類似的保護(hù)機(jī)制也可能存在于帶邊載流子。長壽命高能載流子也許能夠使熱載流子太陽能電池的效率超過肖克利-奎伊瑟（Shockley-Queisser）極限。（Science DOI: 10.1126/science.aaf9570）

　　6.鐵磁體之間的超導(dǎo)交換耦合
　　（Superconducting exchange coupling between ferromagnets） 　　近來，在超導(dǎo)體（S）/鐵磁體（FM）異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的發(fā)現(xiàn)包括：π-結(jié)、三重配對(duì)、FM/S/FM超導(dǎo)自旋閥（SSVs）中的臨界溫度（Tc）控制和S/FM/N/FM/S自旋閥約瑟夫遜結(jié)（N：普通金屬）中的臨界電流控制。在以上這些發(fā)現(xiàn)中，器件的磁性狀態(tài)控制著超導(dǎo)響應(yīng)，磁性狀態(tài)通常由施加的場來決定。最近，Zhu等人報(bào)導(dǎo)了對(duì)逆效應(yīng)的觀察，即對(duì)GdN/Nb/GdN SSVs中磁性狀態(tài)的直接超導(dǎo)控制。一個(gè)基于耦合了超導(dǎo)冷凝能量到磁性狀態(tài)的反鐵磁性高效交換相互作用模型可以解釋鈮厚度和溫度對(duì)該效應(yīng)的依賴性。這個(gè)超導(dǎo)交換相互作用與常規(guī)自旋電子引起的各種交換耦合現(xiàn)象從根本上是不同的，并且提供了一種主動(dòng)控制超導(dǎo)自旋電子中磁性狀態(tài)的機(jī)制。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4753）

　　7.對(duì)石墨烯等離子體傳播的熱電探測和成像
　?。═hermoelectric detection and imaging of propagating graphene plasmons） 　　利用全電子學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)控制、探測和產(chǎn)生傳播等離子體，是集成芯片納米光學(xué)加工的核心。石墨烯載流子長壽命等離子體受到靜電場的嚴(yán)格限制和控制。然而，對(duì)石墨烯中等離子傳播的電子探測尚未實(shí)現(xiàn)。Mark 等人提出了一種工作于室溫下的全石墨烯中紅外等離子探測器，其中單個(gè)石墨烯片同時(shí)作為等離子介質(zhì)和探測器，而并不是通過加入光電子材料實(shí)現(xiàn)探測。且其已經(jīng)在其他等離子體系中成功實(shí)現(xiàn)了，該器件通過熱電效應(yīng)能將等離子的自然衰變產(chǎn)物-電子熱，通過熱電效應(yīng)直接轉(zhuǎn)換為電壓。Mark 等人添加了兩個(gè)局域柵極來調(diào)整石墨烯的熱電和等離子性能。高分辨率真實(shí)空間光電流圖可用于研究等離子體的傳播、干擾、衰變、熱擴(kuò)散以及熱電發(fā)電。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4755）

　　8.調(diào)控表面原子結(jié)構(gòu)制備優(yōu)異電催化劑
　　（Engineering surface atomic structure of single-crystal cobalt (II) oxide nanorods for superior electrocatalysis） 　　在原子尺度調(diào)控表面結(jié)構(gòu)能夠精確有效地操縱催化劑的活性和持續(xù)性。最近，澳大利亞喬世章課題組報(bào)導(dǎo)了通過制造金字塔面的氧空位來調(diào)控一維單晶CoO納米棒的原子結(jié)構(gòu)。這些CoO納米棒對(duì)氧還原反應(yīng)和析氧反應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)和理論研究表明單晶CoO納米棒催化活性的起源是{111}晶面的氧空位，這些氧空位能夠改變CoO的電子結(jié)構(gòu)，保證了快速的電子轉(zhuǎn)移和最佳的吸附能。這一研究結(jié)果表明表面原子結(jié)構(gòu)調(diào)控是制備有效和穩(wěn)定電催化劑的一種重要方法。（Nature Communications DOI:10.1038/ncomms12876）
　　本文由新材料在線（微信號(hào):xincailiaozaixian）授權(quán)轉(zhuǎn)載，其他媒體如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系新材料在線小編（微信號(hào):13510323202）