1.MIT最新Science：膠體鹵化鉛鈣鈦礦量子點的相干單光子發射
化學制備的膠體半導體量子點已經具有作為量子光學中的可規模化和顏色可調的單個發射器的巨大潛力，但它們通常遭受過度非相干的發射。MIT的Moungi G. Bawendi團隊證明了單個膠體鹵化鉛鈣鈦礦量子點（PQDs）顯示出了高效的單光子發射。光學相干時間長達80 ps，這只相當于210 ps 輻射壽命的一小部分。結果表明，應該探索PQD作為難以區分的單光子和糾纏光子對的源的構建塊。研究結果為基于鈣鈦礦的鹵化鉛基量子發射器的合理設計提供了一個起點，該發射器具有快速發射，寬光譜可調性和可擴展的生產，并且受益于與膠體材料已經證明的納米光子組件的混合集成。
Utzat H, Sun W, Kaplan AE K, et al. Coherent single-photon emission from colloidal lead halide perovskite quantum dots. Science, 2019.
DOI:10.1126/science.aau7392
http://science.sciencemag.org/content/363/6431/1068
2.Science：熱電新突破！解析原子尺度的隧道磁塞貝克效應
溫度梯度驅動下，自旋極化電子在磁隧道結中的遂穿是熱控制電子自旋運輸領域的基本過程。德國漢堡大學物理系Cody Friesen和Stefan Krause團隊在極低溫度下將磁性探針尖端靠近磁性樣品，以真空作為遂穿勢壘，研究了隧道磁塞貝克效應在原子尺度下的細節。在加熱尖端、測量磁隧道結熱電勢的同時對樣品的自旋紋理進行掃描可以獲得自旋分辨的塞貝克系數，后者可以在原子級橫向分辨率下成像。作者同時提出了一種純廢熱驅動的自旋探測器，利用隧道磁塞貝克效應將自旋信息轉換為可供數據處理的電壓。
Friesen C, Osterhage H,Friedlein J, et al. Magneto-Seebeck tunneling on the atomic scale. Science,2019.
DOI:10.1126/science.aat7234
http://science.sciencemag.org/content/363/6431/1065
3.石墨烯發現者A. K. Geim等Nature：埃級通道內的分子電滲及其電壓控制
過去十年，減小流體裝置至納米尺度的能力（例如采用納米管、納米孔）導致了新奇的水和離子運輸現象的發現。隨后，二維材料的范德華組裝使研究人員創造出具有埃級精度的人造通道。這種通道將流體限域延伸至分子尺寸，因此不再滿足流體連續性方程的適用條件。這種尺寸下的水膜可以重構成介電常數明顯下降的單層/雙層結構，或是形成室溫冰相。在這種限域通道內，離子運動受到通道壁與離子水化層之間相互作用的影響，且水的運輸也強烈依賴于通道壁材料。
為了研究這種限域條件下水和離子運輸是如何耦合的，法國巴黎高等師范學院L. Bocquet團隊以及英國曼徹斯特大學A. K. Geim（石墨烯發現者之一）團隊、B. Radha團隊聯合，對分子尺寸狹縫狀通道中的離子液體運輸進行了測量。這種運輸由壓力和外加電場驅動，揭示出一種類似于晶體管的電流體力學效應。較小的偏壓（ΔV ≈ 75 mV）即可將壓力驅動的離子運輸提高20倍（通過電滲遷移率表征）。這種門控效應在石墨和六方BN中均可觀測到，但因材料不同存在顯著的差異性。為了解釋這種差異性，作者采用改進的連續性框架對材料依賴的水分子，離子，以及限域表面之間的摩擦作用進行了描述。作者認為，這種在分子尺度限域下對流體運輸的高度非線性門控可為控制分子、離子運輸提供新路徑，同時為探索可能在最近發現的機械敏感性離子通道中起著關鍵作用的機電耦合提供方法。
Mouterde T, Keerthi A, Poggioli A R, et al.Molecular streaming and its voltage control in ?ngstr?m-scale channels. Nature,2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-0961-5
https://www.nature.com/articles/s41586-019-0961-5#article-info
4.Nature：范德華異質結莫爾超晶格中的共振雜化激子
原子層厚度的二維材料在較弱的范德華力作用下能通過垂直堆積進行組裝，從而實現不共格、可任意相互旋轉的兩種晶體之間的耦合。也正因此，該類結構中的原子位點產生了一種重要的周期性——莫爾超晶格。在石墨烯/六方BN異質結中，莫爾超晶格的存在使得研究人員觀測到了電子微帶，而在扭轉的石墨烯雙層結構中，其效應因層間共振條件而加強，導致了魔角位置的超導體-絕緣體轉變。
英國謝菲爾德大學AlexanderI. Tartakovskii團隊和曼徹斯特大學Vladimir I. Fal′ko團隊合作，利用非共格的單層MoSe2/WS2半導體異質結，證明了激子帶可雜化，進而導致莫爾超晶格效應的共振加強。作者選擇MoSe2/WS2體系是因為其導帶邊緣的近簡并性可以促進層內和層間激子的雜化。研究中，雜化通過顯著的激子能移是層間轉角的周期性函數這一現象顯示出來，而激子能移的周期性是因為：雜化激子是由MoSe2中空穴產生的，且MoSe2與相鄰單層中扭轉依賴的電子態疊加存在相互作用。對于單層結構近乎共格的異質結，電子態的共振混合使得異質結的幾何莫爾條紋對雜化激子的色散譜和光譜具有明顯影響。在基于范德華異質結的半導體器件領域內，該研究豐富了能帶工程的策略。
Alexeev E M, Ruiz-Tijerina D A, Danovich M, etal. Resonantly hybridized excitons in moiré superlattices in van der Waals heterostructures. Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-0986-9
https://www.nature.com/articles/s41586-019-0986-9#article-info
5.Nature Phys.：鐵磁體/超導體異質結中發現磁振子-磁通量子相互作用
鐵磁性與超導性是凝聚態物理中最基本的現象。由于具有相反的自旋序，兩者具有重要的概念相似性：磁性材料中的磁序擾動能以自旋波（磁振子，magnon）的形式傳播；而磁場以磁通量子（fluxon）晶格的形式穿透超導體。盡管大量的波動和量子現象已被預測，但磁振子-磁通量子耦合尚未被實驗證實。德國法蘭克福大學O. V. Dobrovolskiy等人的研究表明，在Py/Nb（鐵磁體/超導體）雙層異質結中，自旋波與磁通晶格存在相互作用。作者發現，在此系統中，磁振子頻譜表現出類布洛赫能帶結構，能通過偏置磁場調整。此外，在超導體中施加電流的情況下，移動磁通晶格散射的自旋波的頻譜出現了多普勒頻移。
Dobrovolskiy O V, Sachser R, Br?cher T, etal. Magnon–fluxon interaction in a ferromagnet/superconductor heterostructure. Nature Physics, 2019.
DOI: 10.1038/s41567-019-0428-5
https://www.nature.com/articles/s41567-019-0428-5
6.Nature Nanotech.：靶向POLR2A治療三陰性乳腺癌
TP53是三陰性乳腺癌(TNBC)中最常見的突變/缺失基因。而TP53的缺失和缺乏有效的靶向治療方法均會導致對TNBC的臨床治療效果不佳，這也使TNBC成為唯一的一種未獲批準進行靶向治療的乳腺癌。美國馬里蘭大學Xiaoming He教授團隊和印第安納大學醫學院Xiongbin Lu教授團隊利用計算機分析發現tp53鄰近區域的POLR2A是TNBC腫瘤的一個附帶易損靶點，這表明通過抑制小干擾RNA (small RNA, siRNA)將是靶向治療TNBC的一種可行方法。為了提高siRNA的生物利用效率和改善其逃逸內溶酶體，實驗設計了一種pH活化的納米顆粒用于增強POLR2A siRNA (siPol2)的胞漿遞送。結果證明負載了sipol2的納米顆粒可以抑制POLR2A的表達，進而導致的腫瘤生長被抑制。
Xu J S, Liu Y H, et al. Precise targeting ofPOLR2A as a therapeutic strategy for human triple negative breast cancer. Nature Nanotechnology, 2019.
DOI: 10.1038/s41565-019-0381-6
https://doi.org/10.1038/s41565-019-0381-6
7.KAUST最新Nat. Rev. Mater.：第三組分在三元有機太陽能電池中的作用
三元有機太陽能電池（TSC）包含單個三組分光活性層，具有寬吸收窗口，無需多個堆疊制備。基于這些優勢，TSC引起了光伏領域的極大興趣。KAUST的Derya Baran課題組概述了TSC的主要發展，重點是第三個組成部分在實現創紀錄效率方面的核心作用。然后，分析了第三組分對本體異質結的納米形態和TSC的光伏參數的影響。此外，討論了控制TSC運行的電荷轉移和/或能量轉移機制以及納米形態模型。同時，總結了聚合物和小分子供體以及富勒烯和最近開發的非富勒烯受體。總結了TSC最近在減輕二元太陽能電池穩定性問題方面取得的成就。最后，提供了三元混合物優勢的觀點，并提出了用于商業光伏發電的高效穩定設備的設計策略。
Gasparini N, Salleo A, McCulloch I,et al. The role of the third component in ternary organic solar cells. Nature Reviews Materials, 2019.
DOI: 10.1038/s41578-019-0093-4
https://doi.org/10.1038/s41578-019-0093-4
8.黃勁松Nature Commun.綜述：用于電離輻射檢測的鹵化鉛鈣鈦礦
由于其缺陷耐受性，大的遷移率壽命產品，可調諧的帶隙和簡單的制備工藝，鹵化鉛鈣鈦礦引起電離輻射檢測領域的廣泛關注。黃勁松團隊首先概述了直接檢測機制的高性能電離輻射檢測的材料特性要求，以及用于X射線成像和γ射線能譜。通過比較鹵化鈣鈦礦輻射探測器與現有技術的電離輻射探測器的性能，展示了鹵化鈣鈦礦作為有前途的輻射探測器的有希望的特征和挑戰。
Wei H & Huang J. Halide lead perovskites for ionizing radiation detection. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08981
https://doi.org/10.1038/s41467-019-08981-w
9.周歡萍Nature Commun.：堿性對鈣鈦礦太陽能電池缺陷性能和結晶動力學的影響
進一步最小化半導體吸收器中的缺陷態密度對于提高接近Shockley-Queisser極限的太陽能電池的功率轉換效率是至關重要的。然而，缺乏一種控制前體化學的普適性策略，以降低碘基鈣鈦礦中缺陷密度。北京大學周歡萍團隊通過對添加劑的堿度進行調整，深入研究前體溶液中的堿性環境，和薄膜制造過程中結晶動力學。并提出“殘留自由（residual free）”弱堿性不僅通過調節有機陽離子的化學計量來縮小吸收層的帶隙，而且還改善對應器件中的開路電壓。因此，在平面異質結鈣鈦礦太陽能電池中具有413 mV的最小電壓缺陷，實現了20.87％的認證效率。
Chen Y, et al. Impacts of alkaline on thedefects property and crystallization kinetics in perovskite solar cells. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09093-1
https://doi.org/10.1038/s41467-019-09093-1
10.Nature Commun.：離子遷移引起全無機混合鹵素鈣鈦礦納米晶的相分離
光誘導混合鹵素鈣鈦礦會導致相分離效應，并因此產生光譜紅移現象。近日，南京大學肖敏教授研究團隊發現在激光激發下，無機混合鹵素納米晶（NC）的PL光譜卻發生藍移，并且能在黑暗的環境中光譜發生紅移進行恢復，這可歸因于碘離子從原始激發的NC遷移回到原始激發的NC。研究還發現，這種可逆的PL移動也可以通過電壓偏置不注入電荷的來實現。研究結果表明，局部電場破壞了混合鹵素納米晶體中的離子鍵，這可能是混合鹵素鈣鈦礦材料中觀察到光誘導相分離的普遍原因。
Zhang H, et al. Phase segregation due to ion migration in all-inorganic mixed-halide perovskite nanocrystals. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09047-77
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09047-7.pdf
11.日本東北大學Nature Commun.：復合氫化鋰超離子導體用于全固態鋰金屬電池
傳統鋰離子電池由于使用了可燃性有機液體電解質和低容量碳質負極材料，存在著能量密度的問題，含有鋰金屬負極的全固態電池在解決這方面問題上具有優勢。然而，由于固體電解質對鋰金屬的穩定性問題，使其具有較高的鋰離子遷移阻力，限制了它們在實際電池中的應用。有鑒于此，日本東北大學Sangryun Kim教授和Shin-ichi Orimo教授等報道了一個復合的氫化鋰超離子導體，0.7Li(CB9H10)–0.3Li(CB11H12)，該材料對金屬鋰具有優良的穩定性，在25°C下導電率高達6.7×10?3 Scm?1。這個復合氫化物使得全固態鋰硫電池在5016 mA g?1高電流密度下的能量密度達到>2500Whkg?1。
Kim S, Orimo S, etal. A complex hydride lithium superionic conductor for high-energy-densityall-solid-state lithium metal batteries. Nature Communications,2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09061-9
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09061-9
12. 朱滿洲Chem. Soc. Rev.：原子精確團簇的熒光性質調控
團簇因其具有明確的結構和特有的性質常被視為一種模型納米材料。熒光在化學傳感、生物成像等諸多領域具有廣泛的應用。然而，多數團簇具有量子產率低、熒光壽命短等問題，限制其進一步的應用。近日，安徽大學朱滿洲教授團隊總結了調控團簇熒光性質的方法，包括表面配體工程、金屬內核合金化、聚集誘導發光、團簇組裝和改變外部環境等。同時，對具有熒光性質的團簇可能的應用進行了總結，包括在化學傳感、生物成像和生物標記等領域。最后，對熒光團簇及應用進行了總結和展望。
KangX & Zhu M. Tailoring the photoluminescence of atomically precise nanoclusters. Chemical Society Reviews, 2019.
DOI:10.1039/C8CS00800K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cs/c8cs00800k
13. 戴黎明等JACS：強強聯手，黑磷+N雜石墨烯高效分解水
少層黑磷在電子、光電子和催化等領域的應用日益受到重視，但是關于不含金屬的少層黑磷的電催化研究報道甚少。有鑒于此，美國凱斯西儲大學戴黎明教授，中山大學余丁山教授和陳旭東教授等人將具有更高費米能級的氮摻雜石墨烯(NG)和超薄黑磷納米薄片相結合，制備出具有明確界面和獨特電子結構的新型無金屬2D/2D異質結構(EBP@NG)，作為高效持久的雙功能催化劑用于堿性介質中的析氫和析氧反應(HER/OER)。通過界面的合理調控，充分發揮了黑磷與NG的協同作用，不僅提高了黑磷的穩定性，而且有效地調節了各組分的電子結構，增強了其催化活性。經優化之后，在10 mA cm-2時電池電壓僅為1.54 V，低于Pt/C@RuO2(1.60 V)。
YuanZ, Yu D, Dai L, et al. Ultrathin Black Phosphorus-on-Nitrogen Doped Graphenefor Efficient Overall Water Splitting: Dual Modulation Roles of DirectionalInterfacial Charge Transfer.Journalof the American Chemical Society, 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b00154
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00154
14.華南理工大學AM：木材直接制層狀多孔碳片用作ORR/OER電極
多孔碳電極可用做金屬-空氣電池重要的陰極材料。然而，從生物質制造多孔碳電極需要分解生物質，且生物質易重組成粉狀碳，需要耗費巨大能量。近日，華南理工大學彭新文、黎立桂等多團隊合作，通過引入酶水解原木的部分纖維素形成大量的納米孔，最大限度地暴露原木的內部，隨后通過熱解過程使氮摻雜進碳骨架，制造出新的氮摻雜的多孔碳材料。該材料具有高機械強度、高導電性、含有交聯網絡和天然離子傳輸通道等優點，可直接用作無金屬電極，且不需要碳紙、炭黑或高分子粘合劑，具有高的ORR/OER性能。當用作鋅-空氣電池陰極材料時，該材料容量達801 mAhg?1，能量密度達955 Whkg?1，且長期穩定性可到110小時。
Peng X, Li L, Loh K P, et al. Hierachically Porous Carbon Plates Derived from Wood as Bifunctional ORR/OER Electrodes. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900341
https://doi.org/10.1002/adma.201900341
