{首页主词},&

Nature盤點: 7月材料領域重大進展

2017-08-09 09:13:25 作者：本網整理來源：材料人分享至：

1、Nature: 拓撲量子化學理論為預測新材料點亮明燈！

普林斯頓大學B. Andrei Bernevig（通訊作者）等人提出了一套完整的電子帶理論，基于電子的傳統能帶理論，重點提出拓撲學和局域化學鍵間的相互聯系，名為拓撲量子化學理論。該理論對材料的概念、所有可能的能帶結構的性質、可能有相互聯系的材料以及動量空間和實空間的圖解分析都進行了描述。對230種晶體空間群，由局域原子軌道引起的可能的能帶結構都進行了分類，并指出哪一種具有拓撲特性。該電子能帶理論將進一步揭示拓撲絕緣體，并可用于更多相關材料的預測。

文獻鏈接：Topological quantum chemistry（Nature，2017，DOI:10.1038/nature23268）

2、Nature: 銅氧超導體中軸對稱性的自發破壞

布魯克海文國家實驗室的 I. Bo?ovi?（通訊作者）等人研究了施加電流后，單晶La2–xSrxCuO4 薄膜的特性，發現正交于電流方向，樣品產生了自發的電壓。并取決于探針電流、溫度、設備面內方向以及摻雜，表明此特性時為其本征固有屬性，并且在很大溫度和摻雜范圍內都能表現。同時，若施加電流方向與平面呈φ角，電壓則會以sin（2φ）變化，這時晶體的旋轉對稱性會破壞。

文獻鏈接：Spontaneous breaking of rotational symmetry in copper oxide superconductors（Nature，2017，Doi:10.1038/nature23290）

3、Nature: 可見光催化CO2制甲烷

法國巴黎第七大學Julien Bonin和Marc Robert（共同通訊）等人報道了在室溫、常壓可見光驅動下，鐵基光催化劑可高效催化CO2還原制甲烷。研究團隊利用三甲基銨基團功能化的鐵四苯基卟啉絡合物用于將CO2轉化為CO。可見光照射下催化二氧化碳還原生產甲烷的八電子還原。研究表明：含有光敏劑和犧牲電子給體的乙腈溶液中，幾天內催化體系可穩定的運行。

文獻鏈接：Visible-light-driven methane formation from CO2 with a molecular iron catalyst（Nature, 2017, DOI: 10.1038/nature23016）

4、Nature: 在單一芯片上實現計算與數據存儲的三維集成！

斯坦福大學Max M. Shulaker（通訊作者）等人提出關于可變換型納米系統新理念，所制備的芯片結構包括一百萬多個電阻式隨機存取存儲器單元和兩百萬多個碳納米管場效應晶體管，這是一種新型有發展前景的納米技術，可應用在節能數字邏輯電路和密集數據存儲上，并能將其制備成垂直堆放層放置于單一芯片上。與傳統集成電路結構不同，這種分層式制備實現了在層間實現計算、數據存儲、輸入和輸出（如傳感）等功能的具微晶和密集垂直連通的三維集成電路結構。這種納米系統可以在一秒內捕捉大量數據，并在單一芯片上直接存儲，原位實現數據獲得與信息的快速處理。同時，由于每層是制備在硅邏輯電路上，因此納米系統能與硅基設備相適配。這種復雜的納米電子系統對未來高性能以及高效節能的電子設備而言是必不可少的。

文獻鏈接：Three-dimensional integration of nanotechnologies for computing and data storage on a single chip（Nature，2017，DOI: 10.1038/nature22994）

5、Nature: 納米晶體高溫結晶成三維超晶格

美國SLAC國家加速器實驗室Christopher J. Tassone和斯坦福大學Matteo Cargnello（共同通訊）等人報道了高溫條件下的膠體合成期間，微米尺寸的面心立方三維納米晶體超晶格的快速增長。同時，由于超晶格模板導致的晶格膨脹和精確納米晶體尺寸控制，研究者利用原位小角度X射線散射觀察了晶格內單個納米晶體的連續生長過程。熱力學模型表明：由納米晶體表面覆蓋的配體和納米晶核尺寸引起的平衡相互作用力（包括吸引力和排斥力）是最終結晶的原因。另外，可以通過控制顆粒間的相互作用形成不同的超晶格結構，例如六方密堆積晶格。此外，各種納米晶體系統合理組裝成新型材料后不僅有助于基礎研究，還有助于其進一步在磁學、電子學和催化領域的實際應用。

文獻鏈接： High-temperature crystallization of nanocrystals into three-dimensional superlattices（Nature, 2017, DOI: 10.1038/nature23308）

6、Nature: 三國共同開發神經形態計算機

由法國，日本和美國三國成員組成的研究團隊制備了一個納米級的磁性設備，可模擬神經元的行為，并可用于識別人類的音頻信號。巴黎薩克雷大學的Julie Grollier為通訊作者，該團隊介紹了制備該設備的方法，該設備的工作原理以及它探測結果的準確性。Frank Hoppensteadt與庫朗數學科學研究所提供了一個關于該團隊工作的新聞與觀點板塊，并概述了神經形態（模擬大腦）計算機背后的理念以及它們是如何創建出來的。在這項新的研究中，研究人員建立了一個納米尺度的神經形態計算機，其中400個神經元在計算機芯片上排列成陣列。神經元呈微小的三層柱形，即兩個鐵磁層中間夾一層非磁性隔絕物。連續電流在神經元的頂部引起直接磁化，二次電流使得磁化穩定地振蕩。

文獻鏈接：Neuromorphic computing with nanoscale spintroni c oscillators（Nature，2017，Doi:10.1038/nature23011）

7、Nature: 納米級X射線斷層成像揭示三維磁結構

瑞士保羅謝勒研究所的Claire Donnelly和Manuel Guizar-Sicairos以及格拉斯哥大學的Sebastian Gliga（共同通訊作者）等人利用硬X射線矢量斷層成像法對布洛赫點附近的三維磁結構進行成像，成功觀察了直徑8微米的軟磁柱內部三維磁結構，包括各種磁壁結構，環狀或扭曲磁結構等，分辨率在100納米左右，并且分辨出兩種可能的位形。該方法有助于進一步研究納米層面上的拓樸磁結構，為開發新技術設備提供了實驗基礎。

文獻鏈接：Three-dimensional magnetization structures revealed with X-ray vector nanotomography（Nature，2017，Doi:10.1038/nature23006）

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org

責任編輯：殷鵬飛

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事

投稿聯系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。