盤點：2018材料領域發表的Nature論文！
2019-01-08 11:09:57
作者：本網整理 來源：材料科學網
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Nature作為殿堂級頂刊，發表在其上的論文往往具有廣泛的影響力和重要意義。下面我們一起來回顧2018年材料領域相關成果吧！點擊藍色標題即可查看詳細介紹。
量子霍爾效應是20世紀以來凝聚態物理領域最重要的科學發現之一，迄今已有四個諾貝爾獎與其直接相關。但一百多年來，科學家們對量子霍爾效應的研究仍停留于二維體系，從未涉足三維領域。復旦大學物理學系修發賢課題組首先在該領域實現重大突破，在邁出了從二維到三維的關鍵一步。
科學家使用超顯微鏡，觀察到以原子分辨率顯示的鋰離子在電化學充放電過程中的表現，證明了在單個納米電池中雙層石墨烯發生的可逆鋰離子吸收。實驗結果讓研究人員感到吃驚，傳統的石墨基電池只有少數緊密堆積的鋰在兩層碳層之間，而在石墨烯納米電池里發現非常密集的鋰層。
團隊制備的OLED最大EQE分別達到27%和17%，已接近100%IQE的理論極限值，是目前為止已報道的深紅光/近紅外光發光二極管（LED）中的最高值。該研究成果是OLED研究領域的重大突破，展現了發光自由基在有機光電領域的應用前景，為OLED的研究開辟了新的方向。
曹原所在團隊在魔角扭曲的雙層石墨烯中發現新的電子態，可以簡單實現絕緣體到超導體的轉變，打開了非常規超導體研究的大門。Nature雜志在2018年3月5日以背靠背的長文形式，在網站刊登了這項還沒來得及排版的重大研究成果，并配以評述。
此次論文的刊發標志著魏展畫教授團隊在鈣鈦礦電致發光領域取得了重大研究進展。論文中，他們提出了一種全新的薄膜制備策略并優化了LED器件結構，制備出了高亮度、高量子轉換效率和較好穩定性的鈣鈦礦LED器件。其中，該鈣鈦礦LED器件的外量子效率高達20.3%，刷新了世界紀錄。
呂昭平教授團隊打破人們對傳統間隙固溶強化的認知，發現間隙原子的添加不僅能提高合金的強度，也能大幅度提高合金的塑性，并提出了一種設計高強度高塑性金屬材料的新的合金設計思路。為科研工作者重新認識間隙強化和有序強化并設計出高強度高韌性金屬材料提供了新思路。
本工作闡釋了非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgInCl6中自限域激子的發光特性，創新性的通過Na+合金化和Bi3+痕量摻雜實現了高效穩定的單基質白光發光，不僅為非鉛鈣鈦礦發光材料的研究指明了一條道路，其制備的單基質白光熒光粉具有簡單易制備、穩定且高效的優勢，有希望在綠色照明方面實現產業化應用。
該工作首次成功地實驗揭示了在天然材料的平面內各項異性傳播的極化激元，并且建立了兩種各向異性極化激元的理論模型。這種各向異性極化激元為不斷增長的范德華爾斯層狀材料極化激元大家庭增加了獨特的一員。為在納米尺度定向控制光傳輸和光-物質相互作用提供了一個嶄新的途徑。
采用了金屬性的層狀材料作為研究對象，最終得到了一種新型的二維磁性材料Fe3GeTe2。張遠波團隊實驗發現，單層的Fe3GeTe2在低溫下仍具有鐵磁長程序以及面外磁各向異性。更為重要的是，用鋰離子插層Fe3GeTe2薄層，使得樣品的鐵磁轉變溫度提高到室溫以上，為未來該材料制作電子器件提供了可能。
由西北工業大學與南京工業大學組成的團隊在鈣鈦礦發光二極管（LED）領域再次取得重大突破。他們在世界上首次通過自發形成的具有亞微米尺度的離散型鈣鈦礦，使LED的光提取效率得到大幅度提升，在低成本、高亮度、大面積LED領域展現出獨特的應用潛力。
該研究團隊發明了一種簡單有效的方法可以把原生木材直接處理成為一種超強超韌的高性能結構材料。通過簡單的兩步處理方式獲得的超級木頭的各項機械性能，包括拉壓彎強度、韌性、剛度、硬度、抗沖擊性能等， 都超出原生木材10倍以上， 展示出超級木頭作為未來結構材料之星的巨大潛力。
萬有引力常數G的測量精度是目前所有基本常數中最差的，因為精度問題很多與之相關的基礎科學難題至今無法解決。此次羅俊院士團隊采用兩種不同方法測G，精度均達到國際最好水平，吻合程度接近10-5的水平，這將為提升我國在基礎物理學領域的話語權、為物理學界確定高精度的引力常數G的推薦值做出實質性貢獻。
西北工業大學黃維院士與新加坡國立大學劉小鋼教授以及福州大學楊黃浩教授帶領下的國際合作團隊，在X射線閃爍體研究領域取得了突破性的重大進展，使之成為可能。不僅實現了基于該型閃爍體的彩色輻射發光顯示，還集成了一種柔性和超高靈敏度的X射線探測器，探索了X射線探測器的結果可視化以及在電子電路領域的應用。
首次建立了離子水合物的微觀結構和輸運性質之間的直接關聯，刷新了人們對于受限體系中離子輸運的傳統認識。此外，該工作發展的實驗技術也首次將水合相互作用的研究精度推向了原子層次，未來有望應用到更多更廣泛的水合物體系，開辟全新的研究領域。
本成功研發出“鋰空氣”電池，該技術產品最終可能成為鋰離子電池的最佳替代者，有可能幫助突破電動汽車里程瓶頸。能量儲存容量約為鋰離子電池的3倍，而在進一步研究的情況下，可以實現5倍儲能。這將是超越鋰離子電池的重要一步。這對清潔能源未來的發展也將有著重要意義。
美國斯坦福大學華人教授鮑哲南科研團隊在柔性電子領域實現了制造工藝的新突破，首次成功開發出更易量產的高密度、高靈敏度可拉伸晶體管陣列，這一成果在電子皮膚等研究中具有突破性意義。
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