重磅!成績單來了,2019年中國學者在Nature及Science發表研究成果大爆發
2019年已經結束,中國學者總共在Cell,Nature及Science發表了180余項研究成果,其中材料學有33篇。下面,我們具體盤點一下材料學領域發表的文章:
按雜志來劃分:Nature 發表了13篇,Science?發表了20篇;
按是否有合作單位劃分:有13篇文章由獨立的一個通訊單位完成,20篇是多單位共同通訊完成的,其中有18篇是中外多單位共同通訊完成的,2篇是國內多單位共同通訊完成;
按單位來劃分(文章數目大于3):中國科學院6篇,西安交通大學5篇,復旦大學5篇,上海交通大學3篇;
按通訊作者來分(大于1篇CNS):高鴻鈞2篇,張遠波2篇,吳施偉2篇。
具體單位統計如下:
下面將對材料學領域發表的文章按期刊分類進行簡要解析,具體如下,
Nature系列:
1、Nature:?首個三維光學拓撲絕緣體
光沿直線傳播,這是我們的常識,科學家卻有辦法讓光拐彎,發生許多有趣的現象,譬如隱身衣。浙江大學陳紅勝教授課題組和新加坡南洋理工大學Baile Zhang教授、Yidong Chong教授課題組合作構建出世界上首個三維光學拓撲絕緣體。這項研究首次將三維拓撲絕緣體從費米子體系擴展到了玻色子體系,并可能應用于三維拓撲光學集成電路、拓撲波導、光學延遲線、拓撲激光器以及其他表面電磁波的調控器件等。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0829-0
2、Nature:?為拓撲電子材料編目
硒化鉍等拓撲電子材料在塊體等狀態中常常呈現出超常規線性響應性能,這類獨特現象因其在高性能電子器件和量子計算等領域的潛在應用而受到基礎研究和應用探索領域的熱切關注。然而,目前的研究工作常常受限于拓撲不變量的計算難度而無法深入開展。中國科學院物理研究所北京凝聚態物理國家研究中心的翁紅明副研究員以及方辰研究員(共同通訊作者)等人發表文章介紹了一種能夠高效分析非磁性材料中非平凡能帶拓撲學(Nontrivial band algorithm)的自動化算法。這一工作大大拓寬了人們對于非平凡拓撲學的認識。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-0944-6
3、Nature:?使用對稱指標全面搜索拓撲材料
在過去的十年中,拓撲材料 - 其中散裝材料中的電子帶拓撲結構導致強大的,非常規的表面狀態和電磁 - 引起了很多關注。盡管已經通過實驗證實了幾種理論上提出的拓撲材料,但拓撲性質的廣泛實驗探索以及在現實裝置中的應用,受到缺乏拓撲材料的限制,其中來自平凡費米表面態的干擾被最小化。在這里,南京大學萬賢綱教授團隊將對稱指示器的方法應用于所有230個可能空間群中的所有合適的非磁性化合物。數據庫搜索顯示了數以千計的候選拓撲材料,這些候選材料開辟了在下一代電子設備中使用拓撲材料的可能性。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-0937-5
4、Nature:?發現固體龐壓卡效應,制冷技術新突破!
制冷對現代社會至關重要,目前的制冷技術大多涉及傳統的氣體壓縮循環,但由于其帶來的全球溫室效應問題,使得新型制冷材料的開發越來越受到關注。近年來,受到廣泛關注的基于固態相變熱效應的制冷技術是一種很有前途的替代技術。但由于其等溫熵變小限制了其進一步的應用。有鑒于此,中國科學院金屬研究所李昺研究員等人報道了一種名為塑料晶體的龐壓卡效應(CBCEs)(壓力引起的相變制冷效應)。該研究建立了塑料晶體中CBCEs的微觀機制,為下一代固態相變制冷技術指明了方向。?
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1042-5
5、Nature:?發現固體龐壓卡效應,制冷技術新突破!
由于鈣鈦礦氧化物等大多數晶態材料傾向于自發形成三維物體,想要把它們變成單層二維材料可謂難之又難。目前的研究大多是基于沉積在基底表面的薄膜進行研究,尚未實現自支撐(free-standing)單層鈣鈦礦氧化物二維材料的制備。有鑒于此,南京大學聶越峰、王鵬、潘曉晴團隊合作,采用分子束外延技術實現了自支撐的單層氧化物鈣鈦礦二維晶體薄膜的可控制備,首次報道了獨立分離的單層二維鈣鈦礦氧化物鈦酸鍶(SrTiO3)和鉍鐵氧體(BiFeO3)。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1255-7
6、Nature:?首次實現分米級二維單晶六方氮化硼的制備
二維六方氮化硼單晶的尺寸由于生長困難通常在1毫米以下。這些困難包括過度成核阻止從單核成長為大的單晶體,以及hBN晶格的三重對稱性導致反平行域和基底上的雙邊界。北京大學劉開輝教授團隊發現通過退火工業銅箔能實現100平方厘米單層單晶hBN在低對稱Cu(110)表面上的外延生長。結構表征和理論計算表明,銅臺階邊緣與hBN之字形邊緣的耦合實現了外延生長,這打破了反平行hBN域的等效性,使得單向域排列超過99%。該發現有望促進二維器件的廣泛應用,并實現廣泛的非中心對稱二維材料的外延生長。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1255-7
7、Nature:?組合方法開發高玻璃化轉變溫度的大塊金屬玻璃
目前,玻璃化轉變溫度超過1000 K的大塊金屬玻璃已經開發出來,但是其過冷溫度區間(玻璃化轉變和結晶溫度之間)很窄,導致熱塑成型性很差,限制了其實際應用。有鑒于此,中科院物理所柳延輝團隊報道了銥/鎳/鉭金屬玻璃(以及其他含硼玻璃)的設計,玻璃化轉變溫度高達1162 K,過冷溫度區間達136 K,比現有的大多數金屬玻璃都要寬。高強度、高玻璃轉變溫度的大塊金屬玻璃的確定證實了作者所提出的設計和發現方法具有實用性,也預示著能夠發現其他具有高性能的玻璃態合金。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1145-z#article-info
8、Nature:?單層鉍鍶鈣銅氧中的高溫超導性
在隔離的單層氧化銅中,是否可以存在高溫超導性?如果存在,那么二維超導性和各種相關現象是否與它們的三維對應性不同。這個答案可能會為有關維數在高溫超導中的作用提供更多信息。有鑒于此,復旦大學的張遠波教授、Liguo Ma和中國科技大學的陳仙輝院士和(共同通訊作者)報道了他們開發出了一種新的制造工藝,并且利用該工藝制備了高溫超導體Bi2Sr2CaCu2O8+δ的本征單層晶體(Bi-2212;單層是指包含兩個CuO2平面的半晶胞)。該項研究為單層氧化銅作為研究2D高溫超導性和其他強相關現象提供了一個新平臺。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1718-x
9、Nature:?反鐵磁雙層三碘化鉻中巨大的非互易二次諧波產生
近年來,二維磁性材料在國際上成為備受關注的研究熱點。反鐵磁態由于不具有宏觀磁化,材料體系整體對外不表現出磁性,加之樣品既薄又小,其實驗研究是領域內的一大難題。針對這一問題,近日,復旦大學物理學系吳施偉課題組與華盛頓大學許曉棟課題組合作,在二維磁性材料雙層三碘化鉻中觀測到源于層間反鐵磁結構的非互易二次諧波非線性光學響應,并揭示了三碘化鉻中層間反鐵磁耦合與范德瓦爾斯堆疊結構的關聯。這種二次諧波過程對材料磁結構的對稱性高度敏感,為二維磁性材料的研究開辟了廣闊的研究空間。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1445-3
10、Nature:?通過成分來調整高熵合金中的元素分布,結構和性能
高熵合金是一類材料,其中包含五個或更多個近等原子比例的元素。此類合金的合理設計取決于對幾乎無限的組成空間中的復合物-結構-性質關系的理解。浙江大學余倩教授、佐治亞理工大學Ting Zhu教授和加州大學伯克利分校的Robert Ritchie教授使用原子分辨率化學映射來揭示廣泛研究的面心立方CrMnFeCoNi高熵合金和新型面心立方合金CrFeCoNiPd的元素分布。映射原子級元素分布為理解化學結構提供了機會,從而為調整組成和原子構型以獲得出色的機械性能提供了基礎。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1617-1#article-info
11、Nature:?三層石墨烯/hBN范德華異質結的超導性能調控
理論計算表明,三層石墨烯(ABC-TLG)/hBN異質結系統的三角形超晶格中表現出一個近乎平整的獨立的微帶,通過垂直電場的變化,可以調整微帶的帶寬。相比之下,魔角扭曲雙層石墨烯的則表現出兩個平坦的微帶,并且總在單粒子帶結構中相交。有鑒于此,復旦大學張遠波、加州大學伯克利分校Feng Wang、斯坦福大學David Goldhaber-Gordon等團隊報道了在1/4填充Mott狀態,三層石墨烯(ABC-TLG)/hBN異質結中超導結構的調控變化特征。1)在相對于1/4填充莫特態進行電子和空穴摻雜時,研究人員觀察到兩個明顯的超導圓頂。2)作者還發現,通過控制垂直電場,ABC-TLG / hBN異質結構中的超導、絕緣和金屬態之間很容易發生轉變。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1393-y
12、Nature:?用氧化石墨烯納米片探測結冰的臨界核尺寸
冰核是水凍結的控制步驟,近一個世紀以來,人們一直認為低溫下水結冰需要形成臨界冰核。但由于冰核的短暫性和納米級尺寸,還沒有直接的實驗證據證明這種冰核的存在。近日,中科院化學所王健君研究員與中國科學院大學周昕教授等人合作利用含有受控尺寸的氧化石墨烯納米薄片去探測冰成核,并表明僅當納米顆粒的尺寸大于某個臨界值時才能有效地促進冰成核發生,而較小尺寸的氧化石墨烯納米薄片則幾乎不能幫助冰核形成。該方法可以擴展到探測其他成核過程中的臨界核探測,從而可能改進對整個相變成核領域的認識。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1827-6
13、Nature:?光在莫爾晶格中的定域和離域
莫爾晶格在生活中經常可見。將兩個周期結構重疊在一起、并且彼此之間轉過一定的角度,人們會在其上看到明暗相間的條紋,此即莫爾條紋。近日,上海交通大學葉芳偉等利用光學誘導的辦法,將兩個周期晶格寫入到同一塊晶體中,得到了首個高度可調的光子莫爾晶格。莫爾晶格提供了對光控制的一種全新手段,為未來的光束控制、圖像傳輸、信息處理提供了一種更加簡單易行的手段,也為研究低功率下的非線性光學提供了一個易于執行的平臺。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1851-6
Science系列:
1、Science:?相變異質結構可實現超低噪聲和漂移,以實現存儲器操作
在周期結構材料中,外爾簡并點是三維系統中的兩個能帶之間的二重的線性簡并。由于目前發現的外爾簡并均為偶然簡并,原則上可以在動量空間中隨意調節其位置,這也就為制作人工的規范場提供了很好的機會。深圳大學項元江副教授課題組與英國伯明翰大學張霜教授課題組、賓夕法尼亞州立大學劉超星教授課題組合作,首次通過調節外爾超材料中每個元胞內部結構,將整個外爾超材料做成非均勻體系,實現了三維光學外爾體系的人工磁場。觀測到的手性零級朗道能級,由于其單向體傳播的性質,在實現新穎光學器件和系統方面有著潛在的應用。
文獻鏈接:
http://science.sciencemag.org/content/363/6423/148?
2、Science:?超級氣凝膠隔熱材料!
典型的陶瓷材料如二氧化硅,氧化鋁和碳化硅的氣凝膠非常脆,在應力下,特別是在高溫或突然的熱沖擊下易碎。然而,由于加工限制,制造具有分層結構的塊狀三維陶瓷超材料氣凝膠依然困難重重!有鑒于此,加州大學洛杉磯分校段鑲鋒、黃昱團隊和哈爾濱工業大學Hui Li團隊合作,報道了一種具有雙曲結構的三維hBN陶瓷氣凝膠,同時具有負的熱膨脹系數和負的泊松比,具備超輕、高力學強度和超級隔熱三大特點。這項研究為超輕質材料在各種極端環境中的力學和熱性能的合理設計開辟了新的路徑。
文獻鏈接:
http://science.sciencemag.org/content/363/6428/723
3、Science:?攻克世紀難題,鈣鈦礦分子鐵電體重大突破!
設計具有與陶瓷固溶體相當的壓電特性的分子鐵電體,是擴展壓電材料應用領域的關鍵問題,也是困擾科學家長達一個世紀的重要挑戰。有鑒于此,南昌大學熊仁根教授帶領的研究團隊報道了一種分子固溶體鈣鈦礦材料,具有與工業標準陶瓷鋯鈦酸鉛相當的壓電性能。這項研究發展了一種與工業標準陶瓷鋯鈦酸鉛相當的壓電性能的分子鈣鈦礦固溶體,將為壓電材料在柔性可穿戴器件領域的應用拓展提供全新的思路。
文獻鏈接:
http://science.sciencemag.org/content/363/6432/1206
4、Science:?大面積石墨烯網/碳管膜海水納濾膜
長期以來,石墨烯膜在海水淡化領域的應用難以更進一步。一個主要的原因在于,石墨烯納濾膜的規模化生產一直停滯不前。有鑒于此,武漢大學袁荃和湖南大學/UCLA段鑲鋒等團隊合作,報道了一種新型的厘米級納米多孔石墨烯的制備方法,有望更容易實現石墨烯納濾膜的規模化生產。這項研究的重要之處在于,它使石墨烯基納濾膜的面積達到厘米級。在實驗室規模的膜系統中進行測試,發現該材料可以從鹽水中剔除85%至97%的鹽。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/364/6445/1057
5、Science:?利用磁性單分子傳感器探測和成像自旋相互作用
通過在探針尖端吸附CO等分子,可以大幅提高掃描探針顯微技術的分辨率。復旦大學Wu Ruqian及加州大學歐文分校W.Ho團隊證明,這種方法可以用來掃描表面分子的自旋屬性和磁性質。研究者首先將磁性分子[雙(環戊二烯)鎳(II)]吸附在銀表面,然后將其中一個分子轉移到掃描隧道顯微鏡的探針尖端。隨后,研究者把尖端朝向被吸附物覆蓋的表面,并繪制出超交換作用的強度。
文獻鏈接:?
https://science.sciencemag.org/content/364/6441/670
6、Science:?把壓電性能提高2倍!
隨著人們對醫療超聲系統精度需求的不斷提升,如何進一步提高弛豫鐵電單晶的壓電和介電性能,成為這20多年來,國內外科學家廣泛關注的重要科學問題。近日,西安交大李飛教授和徐卓教授與美國賓夕法尼亞州立大學、澳大利亞伍倫貢大學、美國北卡州立大學等單位合作,設計并生長了釤摻雜的鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛壓電單晶,成功將“增強的局域結構無序性”、“準同型相界”和“工程疇結構”三種高壓電效應的起因有機結合。這一發現將為今后進一步優化弛豫鐵電單晶的綜合性能提供理論參考。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/364/6437/264
7、Science:?很"鎂"很強大,破解塑性差!
當前主流觀點認為,塑性差是鎂的本征屬性,原因是鎂中的錐面位錯(一種晶體缺陷)會自發地分解為不可滑移的結構,無法協調塑性變形。然而,由于錐面位錯的幾何形態和結構非常復雜,很難通過實驗來全面地解析。此前的研究通常以計算機模擬為主,相關觀點和推論均缺乏有力的實驗證據。有鑒于此,西安交通大學單智偉教授團隊最新發現:塑性差并不是鎂的固有屬性,通過提高流變應力來促進位錯形核和滑移,可能是行之有效的增塑方法。該研究為完善鎂的塑性變形理論提供了重要的實驗數據,并為高塑性鎂合金的開發帶來新的啟發。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6448/73
8、Science:?18.4%效率,CsPbI3基鈣鈦礦太陽能電池
盡管β-CsPbI3具有有利于在串聯太陽能電池中應用的帶隙,但實驗上沉積和穩定β-CsPbI3仍然是一個挑戰。趙一新、Michael Gr?tzel, M. Ibrahim Dar和戚亞冰團隊獲得了高結晶度的β-CsPbI3薄膜,具有更廣泛的光譜響應和增強的相穩定性。由處理過的材料制成的鈣鈦礦太陽能電池具有高度可重復性和穩定的效率,在45±5℃的環境條件下達到18.4%。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6453/591
9、Science:?超高能量密度無鉛介電薄膜的多晶納米設計
超高功率密度介質電容器是電力電子系統中的基本儲能元件。然而,其發展過程中面臨的一個長期挑戰就是提高它們的能量密度。清華大學的林元華教授與南策文院士團隊用多晶納米域設計策略設計了具有超高能量密度的無鉛介電薄膜。他們在相場模擬的指導下,構思并合成了無鉛的BiFeO3-BaTiO3-SrTiO3固溶膜。這種方法對于設計高性能介電材料和其他受益于納米結構操作的功能材料提供了借鑒意義。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6453/578?rss=1
10、Science:?穩定鈣鈦礦半導體的異質結構
上海交通大學韓禮元和楊旭東團隊報道了一種解決方案處理策略,以穩定基于鈣鈦礦的異質結構。在具有富Pb表面的FAxMA1-xPb1 + yI3膜和氯化氧化石墨烯層之間形成強Pb-Cl和Pb-O鍵。在AM1.5G太陽光下,在60℃下1000小時的最大功率點下測試后,活性面積為1.02 cm2的鈣鈦礦太陽能電池保持其初始效率的90%為(初始值為21%)。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6454/687
11、Science:??單層石墨烯折紙術!
原子級精確的碳納米材料不斷為材料科學帶來突破和驚喜,最近的一次,當屬魔角石墨烯了。理論預測,單層或雙層石墨烯經過折疊或者卷曲,形成的石墨烯納米結構將表現出有趣的電子特性。不過,這種折疊方法至今未能實現。?有鑒于此,中科院物理所高鴻鈞、杜世萱研究員合作報道了一種原子級精確的石墨烯折紙復雜納米結構,為探索石墨烯的新性能打開了新方向。所有折紙結構模型和電子能帶結構的理論計算都與實驗結果相符。他們還折疊出5-7環缺陷,并通過STM探索了這種異質結的獨特結構特征。??
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6457/1036
12、Science:?相變存儲材料獲得新進展!
基于相變隨機存取存儲器(PCRAM)的神經啟發設備就是這樣一種極具前景的新方向,然而,目前的PCRAM器件具有相當大的噪聲和電阻漂移,從而極大地削弱器件的精度和一致性。有鑒于此,深圳大學饒峰、西安交通大學張偉以及約翰霍普金斯大學Evan Ma等人設計了一個相變異質結構(PCH),可以實現超低的噪音和電阻漂移。這種PCH架構作為固有材料,無需復雜的制造工藝,也不會大幅增加制造成本,適合工業生產。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/early/2019/08/21/science.aay0291
13、Science:?Kagomé晶體中的磁性Weyl半金屬相
Weyl半金屬是具有相對論Weyl費米子以及其電子結構中有表面費米弧的一種晶態固體。上海科學技術大學的陳宇林團隊與德國馬普所、牛津大學協作使用角分辨光發射光譜法對鐵磁晶體Co3Sn2S2的拓撲結構進行研究,并發現了其表面的費米弧和整個韋爾點的線性體帶色散。這些結果證明Co3Sn2S2作為一種磁性韋爾半金屬,可以作為實現如手性磁效應、異常大的反常霍爾效應和量子反常霍爾效應等現象的平臺。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1282.full
14、Science:?成本SnS0.91Se0.09晶體中的高熱電性能
熱電技術是一種允許在熱和電之間進行轉換的技術。許多優質的熱電材料包含稀有或有毒元素,因此有必要開發低成本和高性能的熱電材料。北京航空航天大學趙立東團隊報道了空穴摻雜的硫化錫(SnS)晶體中三個獨立電子帶的溫度依賴性相互作用。這種行為使得有效質量(m *)和載流子遷移率(μ)之間的協同優化,并且可以通過引入硒(Se)來增強。頻帶操縱策略為優化熱電性能提供了另一條途徑。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1418
15、Science:?通過扭曲纖維實現制冷!
無論是大型制冷系統還是小型制冷系統,都需要具備高效率、低成本兩大特點。近年來,利用固體拉伸或流體靜力壓縮循環過程中熵變的冰箱可能會取代家用的蒸汽壓縮冰箱。有鑒于此,南開大學劉遵峰教授與美國德克薩斯州立大學達拉斯分校Ray H.Baughman等人發現通過扭曲、卷曲或超卷曲纖維可以實現高效制冷,包括天然橡膠、鎳鈦合金和聚乙烯釣魚線等材料。利用扭轉和卷繞,可以產生超級卷曲的天然橡膠纖維和卷曲的釣魚線纖維,釋放后可以實現制冷。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/366/6462/216
16、Science:?具有連續電偶極旋轉的超彈性鐵電單晶薄膜
柔性電子技術正帶來一場智能可穿戴技術革命,而鐵電材料將在柔性電子領域將扮演重要角色。由于存在缺陷、晶界以及氧化物離子鍵/共價鍵本身延展性相對較小等問題,塊體鐵電氧化物表現出一定脆性和剛性。有鑒于此,西安交通大學劉明、周子堯和丁向東等人報道了一種超彈性和超韌性的的BaTiO3鐵電體薄膜,超柔性外延鐵電膜將極大地推動柔性傳感器,存儲器和電子皮膚等領域的發展。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/366/6464/475
17、Science:?直接觀察范德瓦爾斯堆疊依賴的層間磁性
控制晶體結構是操縱固體基本特性的有效方法。在范德瓦爾斯材料中,可以通過在層之間旋轉和平移來更改堆疊順序來實現此控制。近日,復旦大學高春雷,吳施偉等觀察到二維(2D)磁性半導體三溴化鉻(CrBr3)中依賴于堆疊的層間磁性,這是通過分子束外延成功地使其單層和雙層生長而實現的。作者使用原位自旋極化掃描隧道顯微鏡和光譜,將原子晶格結構與觀察到的磁階直接相關。研究發現,盡管單個單層CrBr3是鐵磁性的,但雙層中的層間耦合取決于堆疊順序,并且可以是鐵磁性或反鐵磁性的。該工作為通過層扭轉角控制操縱2D磁性鋪平了道路。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/366/6468/983?rss=1
18、Science:?鐵基超導體渦旋零模的近似量子化電導平臺
在凝聚態物理的材料體系中,被拓撲缺陷上束縛的馬約拉納準粒子,其產生湮滅算符滿足自共軛關系,通常呈現出零能電導信號,被稱為馬約拉納零能模。理論證明,馬約拉納零能模滿足非阿貝爾任意子統計規律,是實現容錯拓撲量子計算的主要路徑之一。中科院物理所張余洋、丁洪及高鴻鈞等利用STM/S技術,觀測到了磁通渦旋中馬約拉納零能模的近量子化電導平臺特征,給出了鐵基超導體中存在馬約拉納零能模的關鍵性實驗證據,為研究馬約拉納零能模和推動未來拓撲量子計算起到了重要的推動作用。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/early/2019/12/11/science.aax0274.full
19、Science:?茶堿處理!22.6%效率的鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦晶格的離子特性通過官能團和缺陷之間的相互作用使分子缺陷鈍化方法成為可能。然而,缺乏對分子構型如何影響鈍化效果的深入了解,從而對合理的分子設計提出了巨大挑戰。加州大學洛杉磯分校的楊陽(西湖大學),Jingjing Xue, Kendall N. Houk,蘇州大學的王照奎和馬爾馬拉大學的Ilhan Yavuz等人系統地研究了茶堿,咖啡因和可可堿的官能團的化學環境對缺陷鈍化的情況。當分子中N-H和C=O處于最佳構型時,N-H和I之間的氫鍵形成有助于主要的C=O與Pb反位缺陷的結合,從而最大化表面缺陷結合。用茶堿處理的鈣鈦礦太陽能電池的穩定效率為22.6%。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/366/6472/1509
20、Science:?超導-絕緣相變中的玻色金屬態
自高溫超導發現以來,二維量子金屬態的存在及其形成機制是三十多年來國際學術界一直懸而未決的重要物理問題。近日,電子科技大學熊杰,北京大學王健,美國布朗大學James M. Valles Jr等多團隊合作,首次在高溫超導納米多孔薄膜中完全證實了量子金屬態的存在。通過調節反應離子刻蝕的時間,在高溫超導釔鋇銅氧(YBCO)多孔薄膜中實現了超導—量子金屬—絕緣體相變。這一發現為國際上爭論了三十多年的量子金屬態的存在提供了有力的證據,并為研究量子金屬態提供了新思路。
文獻鏈接:
https://science.sciencemag.org/content/366/6472/1505?rss=1
作者水平有限,如有遺漏,請在留言區評論補充,謝謝!
本文由eric供稿。
歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀,投稿郵箱: tougao@cailiaoren.com.
投稿以及內容合作可加編輯微信:cailiaorenVIP.
文章評論(0)