1.通過調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構。這是對單一型全同粒子自組裝的科學理解及應用的巨大進步。由于熱擾動的存在，形成膠體粒子占據了預定的位置且可以保持在這些位置上的超結構仍然具有很大的挑戰性。Peng 等人提出了一種利用向列液晶引導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施加的空間上不同取向的分子。向列環境中的膠體粒子受到由向列取向規則決定的遠距彈性力的約束。取向變化的梯度產生了彈性能分布，從而驅使膠體通過恰當的形變達到特定位置。實例表明：垂直表面固定的膠體球被驅使到最大展開區域，而切向表面固定的膠體球被置于彎曲區域。通過探測膠體的過阻尼動力可以測得起決定作用的擇優彈性力。通過圖樣化的分子取向控制膠體自組裝，為設計材料和器件提供了新的機會。（Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.1600932）

　　2.對磷烯中電子結構的直接觀察
　　（Direct 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的新型二維（2D）材料。Li 等人的實驗表明，多層磷烯的電子結構與其層數明顯相關，這與理論預測基本一致。其帶間光躍遷覆蓋了從可見光到中紅外的很寬的范圍，這對于技術應用十分重要。此外，他們在能量十分接近吸收邊緣處觀察到了很強的光致發光現象，表明多層磷烯是直接帶隙半導體。磷烯的層數與電子結構的強關聯性，結合其高電子遷移率，使得它比其它二維材料在電子和光電應用方面有更顯著的優點。（Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/NNANO.2016.171）

　　3.微波還原制備高質量石墨烯
　?。℉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、能量存儲和復合材料的石墨烯薄片的理想途徑。對橫向大尺寸石墨氧化物的剝離產率約 100%，但因為一直無法完全去除含氧的官能團，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。優良的結構特性使微波還原的石墨烯（MW-rGO）應用于場效應管溝道材料時表現出超過 1000cm2/V·s 的遷移率特性，且可以作為析氧反應的高活性催化劑。（Science DOI: 10.1126/science.aah3398）

　　4.場效應管中界面誘導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） 　　固態納米結構中，材料界面上的電子缺陷態是噪聲的重要來源，甚至只有一個陷阱電荷都可以定性地改變短一維納米線場效應管（FET）和量子位（量子比特）器件的特性。對于未來納米技術來說，理解捕獲電荷的動力學十分必要，但進行直接檢測和操縱卻仍相當有挑戰。Tenorio-Pearl等人基于晶體管的裝置創造和探測了由脈沖微波相干驅動的電子缺陷態。值得關注的是，他們解析得到大量晶體管電流中高質量的共振是微波頻率的函數，演示了長退相干時間（∼1 µs—40 µs）和對缺陷誘導動力學的相干控制。他們有效地表征了穿過兩個獨立缺陷宿主材料的800多個可單獨尋址的共振，由此提出其性質與弱驅動的雙級系統是一致的。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4754）

　　5.對混雜鈣鈦礦中結晶液體保護高能載流子的屏蔽
　?。⊿creening in crystalline liquids protects energetic carriers in hybrid perovskites） 　　盡管存在靜態和動態無序，混雜鹵化鉛鈣鈦礦仍展現出與純非極性半導體相似的載流子特征，但對于載流子如何避免帶電缺陷和光學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 揭示了這一保護機制。他們在 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光，但在 CsPbBr3中卻沒有。熱熒光與類液體分子再取向運動有關，這表明在與超快冷卻時間相匹配的時間尺度上，動態屏蔽通過溶解或大極化子的形成保護了高能載流子。類似的保護機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.鐵磁體之間的超導交換耦合
　?。⊿uperconducting exchange coupling between ferromagnets） 　　近來，在超導體（S）/鐵磁體（FM）異質結構中的發現包括：π-結、三重配對、FM/S/FM超導自旋閥（SSVs）中的臨界溫度（Tc）控制和S/FM/N/FM/S自旋閥約瑟夫遜結（N：普通金屬）中的臨界電流控制。在以上這些發現中，器件的磁性狀態控制著超導響應，磁性狀態通常由施加的場來決定。最近，Zhu等人報導了對逆效應的觀察，即對GdN/Nb/GdN SSVs中磁性狀態的直接超導控制。一個基于耦合了超導冷凝能量到磁性狀態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該效應的依賴性。這個超導交換相互作用與常規自旋電子引起的各種交換耦合現象從根本上是不同的，并且提供了一種主動控制超導自旋電子中磁性狀態的機制。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4753）

　　7.對石墨烯等離子體傳播的熱電探測和成像
　　（Thermoelectric detection and imaging of propagating graphene plasmons） 　　利用全電子學方法來實現控制、探測和產生傳播等離子體，是集成芯片納米光學加工的核心。石墨烯載流子長壽命等離子體受到靜電場的嚴格限制和控制。然而，對石墨烯中等離子傳播的電子探測尚未實現。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，其中單個石墨烯片同時作為等離子介質和探測器，而并不是通過加入光電子材料實現探測。且其已經在其他等離子體系中成功實現了，該器件通過熱電效應能將等離子的自然衰變產物-電子熱，通過熱電效應直接轉換為電壓。Mark 等人添加了兩個局域柵極來調整石墨烯的熱電和等離子性能。高分辨率真實空間光電流圖可用于研究等離子體的傳播、干擾、衰變、熱擴散以及熱電發電。（Nature Materials DOI: 10.1038/NMAT4755）

　　8.調控表面原子結構制備優異電催化劑
　　（Engineering surface atomic structure of single-crystal cobalt (II) oxide nanorods for superior electrocatalysis） 　　在原子尺度調控表面結構能夠精確有效地操縱催化劑的活性和持續性。最近，澳大利亞喬世章課題組報導了通過制造金字塔面的氧空位來調控一維單晶CoO納米棒的原子結構。這些CoO納米棒對氧還原反應和析氧反應表現出優異的催化活性和穩定性。實驗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的電子結構，保證了快速的電子轉移和最佳的吸附能。這一研究結果表明表面原子結構調控是制備有效和穩定電催化劑的一種重要方法。（Nature Communications DOI:10.1038/ncomms12876）
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