1. 雜環(huán)芳烴的催化對(duì)映選擇性 Minisci 型加成

       （Catalytic enantioselective Minisci-type addition to heteroarenes）

       材料名稱：雜環(huán)芳烴

       研究團(tuán)隊(duì)：英國(guó)劍橋大學(xué)Phipps研究組

       基礎(chǔ)的雜環(huán)芳烴是藥物和生物活性分子具有的普遍特征，Minisci 型自由基親核加成是其制備的主要方法。盡管有許多 Minisci 型的方案能夠促使形成立體中心，但想要在這些中心對(duì)絕對(duì)立體化學(xué)施加控制仍然是未實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)。Proctor 等人報(bào)道了一種將氨基酸衍生物生成的前手性基團(tuán)添加到吡啶和喹啉中的方法。這一方法可以很好地控制對(duì)映選擇性和區(qū)域選擇性。光活性的純手性 Br?nsted 酸催化劑既可以激活底物，也可以誘導(dǎo)不對(duì)稱，而銥光催化劑則可以調(diào)解所需的電子轉(zhuǎn)移過程。Proctor 等人預(yù)計(jì)這種方法將會(huì)促進(jìn)獲得帶有多用基本雜環(huán)的選擇性對(duì)映體的小分子構(gòu)建塊。（Science DOI: 10.1126/science.aar6376）

       2. 單層 MoS2 納米帶的氣液固生長(zhǎng)

       （Vapour–liquid–solid growth of monolayer MoS2 nanoribbons）

       材料名稱：?jiǎn)螌?MoS2 納米帶

       研究團(tuán)隊(duì)：新加坡國(guó)立大學(xué)Eda研究組

       二維材料的化學(xué)氣相沉積通常涉及以氣-固-固模式將蒸氣前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物。對(duì)此，Li 等人報(bào)道了單層 MoS2 的氣液固體生長(zhǎng)方法，能夠產(chǎn)生寬度為幾十到幾千納米的高度結(jié)晶的帶狀物。這種氣液固體生長(zhǎng)是由 MoO3 和 NaCl 之間的反應(yīng)觸發(fā)的，該反應(yīng)會(huì)致使形成熔融的 Na-Mo-O 液滴。這些帶狀物局部的明確取向揭示了在生長(zhǎng)過程中液滴規(guī)則水平運(yùn)動(dòng)的原因。利用原子分辨率掃描透射電子顯微鏡和二次諧波顯微鏡，Li 等人展示出了帶狀物在單層 MoS2 上的同質(zhì)生長(zhǎng)（主要是 2H 或 3R 型堆疊）。這一研究結(jié)果突出介紹了用于納米電子器件的原子級(jí)厚度納米結(jié)構(gòu)陣列的可控生長(zhǎng)，以及獨(dú)特的混合維結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景。（Nature Materials DOI: 10.1038/s41563-018-0055-z）

       3.對(duì)雙層 CrI3 中二維磁性的電控制

       (Electrical control of 2D magnetism in bilayer CrI3)

       材料名稱：CrI3

       研究團(tuán)隊(duì)：美國(guó)華盛頓大學(xué)Xiaodong Xu研究組

       通過電場(chǎng)控制磁性解決了磁現(xiàn)象和相變的基本問題，并且使得電耦合自旋電子器件（例如具有低操作能量的壓控磁存儲(chǔ)器）的發(fā)展成為可能。此前對(duì)稀土磁性半導(dǎo)體如（Ga，Mn）As 和 （In，Mn）Sb 的研究已經(jīng)通過改變磁各向異性和交換相互作用證明了居里溫度和矯頑場(chǎng)的大幅調(diào)節(jié)。因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的磁性，最近報(bào)道的二維磁體為研究這些特征提供了一個(gè)新的系統(tǒng)。例如，雙層三碘化鉻（CrI3）表現(xiàn)為具有磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的超磁轉(zhuǎn)變的層狀反鐵磁體。Huang 等人通過磁光克爾效應(yīng)（MOKE）顯微鏡檢測(cè)，展示了對(duì)雙層 CrI3 中磁性的靜電門控制。并在臨近超磁轉(zhuǎn)變的固定磁場(chǎng)下，實(shí)現(xiàn)了反鐵磁和鐵磁狀態(tài)之間的電壓控制切換。在零磁場(chǎng)下，Huang 等人演示了時(shí)間反轉(zhuǎn)的一對(duì)呈現(xiàn)自旋層鎖定的分層反鐵磁狀態(tài)，導(dǎo)致其 MOKE 信號(hào)與具有相反斜率的柵極電壓呈現(xiàn)線性相關(guān)性。這一研究結(jié)果促進(jìn)了對(duì)基于 2D 材料的新磁電現(xiàn)象和范德華自旋電子學(xué)方向的探索。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0121-3）

       4. 半導(dǎo)體納米晶體中由等離激元誘導(dǎo)的載流子極化

       (Plasmon-induced carrier polarization in semiconductor nanocrystals)

       材料名稱：等離子體半導(dǎo)體納米晶

       研究團(tuán)隊(duì)：加拿大滑鐵盧大學(xué)Radovanovic研究組

       自旋電子學(xué)和谷電子學(xué)是新興的量子電子技術(shù)，它們利用電子自旋和帶結(jié)構(gòu)（谷）的多個(gè)極值，來分別作為額外的自由度。半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)中電子的集體性質(zhì)，也可能會(huì)應(yīng)用在多功能量子器件中。具體而言，等離子體半導(dǎo)體納米晶體為等離激元與激子之間的無界面耦合提供了機(jī)會(huì)。但由于受限的等離振蕩通常不與激子躍遷共振，所以單相半導(dǎo)體納米晶體中的等離激元-激子的耦合仍然具有挑戰(zhàn)性。Yin 等人展示了由回旋磁光等離子模式與費(fèi)米能級(jí)處的激子的非共振耦合實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)并摻雜In2O3 納米晶體中的強(qiáng)電子極化。Yin 等人利用磁性圓二色光譜表明了，固有的等離激元-激子耦合可以允許間接激發(fā)的磁光等離子模式，以及之后激子態(tài)的塞曼分裂。而選擇性載流子極化和帶狀態(tài)的分裂可以通過自旋軌道耦合進(jìn)一步進(jìn)行控制。這一研究結(jié)果有效地展開了等離子體電子學(xué)領(lǐng)域，而這一領(lǐng)域涉及到固有等離激元-激子和等離激元自旋相互作用產(chǎn)生的現(xiàn)象。此外，載流子極化的動(dòng)態(tài)控制在室溫下很容易實(shí)現(xiàn)，這使得可以利用磁質(zhì)模式作為實(shí)際光子、光電子和量子信息處理設(shè)備的新自由度。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0096-0） 

       5. 基于鈣-錫合金化反應(yīng)的室溫下穩(wěn)定運(yùn)行的高電壓鈣離子電池

       (Reversible calcium alloying enables a practical room-temperature rechargeable calcium-ion battery with a high discharge voltage)

       材料名稱：鈣離子電池

       研究團(tuán)隊(duì)：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所和深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究團(tuán)隊(duì)

       Ca2+ 具有接近于 Li+ 的極化和還原電位（Ca2+ 相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE) 為 -2.87V，而 Li+ 相對(duì)于 SHE 為 -3.04V），且保證了用于全電池的寬電壓窗口，因此鈣離子電池（CIB）具有成為高效率低成本儲(chǔ)能電池的潛力。但其發(fā)展受到諸多困難的阻礙，例如缺乏用于 Ca2+ 可逆嵌入/脫嵌的合適的陰極/陽(yáng)極材料，工作電壓較低（<2V），循環(huán)穩(wěn)定性較低，而且特別是室溫下性能較差。Wang 等人報(bào)道了一種能夠在室溫下穩(wěn)定工作的鈣離子電池，這種新型電池結(jié)構(gòu)利用了石墨作為正極，錫箔作為負(fù)極并同時(shí)作為集流體。這種鈣離子電池工作于高度可逆的電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)在正極處是六氟磷酸鹽的插入/脫嵌，在負(fù)極處為涉及鈣的合金化/去合金化反應(yīng)。該鈣離子電池具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，平均放電中壓高達(dá) 4.45V，在室溫下循環(huán) 350 次后的容量保持率達(dá)到 95%。（Nature Chemistry DOI: 10.1038/s41557-018-0045-4）

       6. 用于單層 MoS2 高度定向發(fā)光的硅 Mie 氏諧振器

       (Silicon Mie resonators for highly directional light emission from monolayer MoS2)

       材料名稱：?jiǎn)螌?MoS2和硅

       研究團(tuán)隊(duì)：美國(guó)斯坦福大學(xué)Brongersma研究組

       對(duì)量子發(fā)射器光發(fā)射的控制具有許多重要的應(yīng)用，范圍涉及到從固態(tài)照明和顯示到納米級(jí)單光子源。光學(xué)天線已經(jīng)成為了一種不需要笨重的外部光學(xué)器件便能夠在發(fā)射器位置實(shí)現(xiàn)這種控制的很有前景的工具。對(duì)于這一目的來說半導(dǎo)體納米天線非常實(shí)用，因?yàn)槠浜?jiǎn)單的幾何形狀（諸如線狀或球狀），便能支持多個(gè)簡(jiǎn)并的光學(xué)共振。Cihan 等人對(duì)用于平面波照明的 Mie 氏散射理論進(jìn)行修改，用來描述偶極子發(fā)射的散射。然后，利用這個(gè)理論和實(shí)驗(yàn)來演示了若干能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)方向性、偏振態(tài)和光譜輻射（其依賴于發(fā)射偶極子與硅納米線光學(xué)共振的相干耦合）進(jìn)行控制的途徑。通過將其與硅納米線光學(xué)耦合實(shí)現(xiàn)的單層 MoS2 在 680nm 處的電偶極子發(fā)射，顯示出的前向后向比為 20。（Nature Photonics DOI: 10.1038/s41566-018-0155-y）

       7. 用于光伏固體材料中均勻量子點(diǎn)耦合的 2D 矩陣調(diào)控

       (2D matrix engineering for homogeneous quantum dot coupling in photovoltaic solids)

       材料名稱：膠體量子點(diǎn)

       研究團(tuán)隊(duì)：加拿大多倫多大學(xué)Sargent研究組

       膠體量子點(diǎn)（CQD）具有由納米晶體大小控制的寬范圍可調(diào)諧的吸收光譜，是一種很有前景的光伏（PV）材料。其帶隙可調(diào)性不僅可以優(yōu)化單結(jié)電池，還可以制造補(bǔ)充鈣鈦礦和硅的多結(jié)電池。2016 年隨著器件結(jié)構(gòu)以及表面鈍化技術(shù)的進(jìn)步，功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）提升至了 11％。如果可以增加設(shè)備的厚度以在高填充因子（FF）下最大化光捕獲，便能夠進(jìn)一步獲得性能的提高。但目前活性層厚度被與之相伴的光載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度限制在了約 300nm。截止目前，比這更厚的 CQD 器件，通常會(huì)表現(xiàn)出短路電流（JSC）和開路電壓（VOC）下降。對(duì)此，Xu 等人報(bào)告了一種 CQD 固體的矩陣調(diào)控策略，它能夠顯著增強(qiáng)光載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度。Xu 等人發(fā)現(xiàn)一種混合無機(jī)胺配位化合物，使得能夠生成高質(zhì)量的二維（2D）受限無機(jī)基質(zhì)，并且該無機(jī)基質(zhì)能夠在原子尺度上對(duì)納米微粒的間距進(jìn)行編程。這種策略可以在減少固體中結(jié)構(gòu)和能量紊亂的同時(shí)提升 CQD 填料的密度和均勻性。由此得以制造出了具有接近兩倍有源層厚度（約600nm）和超記錄 JSC（32mA?cm-2）值的平面器件。而且 VOC 會(huì)隨著電流的增加而改善。Xu 等人最后還展示了認(rèn)證記錄效率為 12％ 的 CQD 太陽(yáng)能電池。（Natrue Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-018-0117-z）