维也纳大学实现白石墨烯纳米孔形状原子级精准调控:真空中成圆孔、加氧变三角孔
维也纳大学Jani Kotakoski团队在《自然·通讯》发表研究,证明六方氮化硼(白石墨烯)纳米孔形状由电子辐照环境决定:超高真空形成圆形孔,引入微量氧气则因氧介导化学刻蚀形成氮终止边缘的三角形孔。该技术面向过滤、DNA测序、催化与量子技术等应用。
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维也纳大学Jani Kotakoski团队在《自然·通讯》发表研究,证明六方氮化硼(白石墨烯)纳米孔形状由电子辐照环境决定:超高真空形成圆形孔,引入微量氧气则因氧介导化学刻蚀形成氮终止边缘的三角形孔。该技术面向过滤、DNA测序、催化与量子技术等应用。
曼彻斯特大学国家石墨烯研究所在Advanced Materials发文,天然蛭石层间仅数埃米高的通道对压力、电压和pH多stimuli响应地改变离子输运,与奥斯汀分校合作提出修正表面电荷调控模型解释该行为,为自适应纳米流体与能量转换器件提供新思路。
密度泛函理论计算显示,Li/Na/K功能化的二维C5N单层材料对氢分子的吸附强度显著提升,单层最多可稳定容纳六个金属掺杂原子,为轻质储氢材料设计提供了新的理论候选体系。论文9月4日提交arXiv。
澳大利亚ARC碳科学卓越中心研究发现,石墨相氮化碳(g-C3N4)并非传统假设的完美平面结构,而是带有温和波纹的褶皱形态。团队通过能量最小化计算与X射线散射实验验证了这一结构修正,相关成果发表于《Materials Advances》。g-C3N4是光催化制氢与污染物降解的明星材料,结构模型的修正将直接影响缺陷工程与性能预测的准确性。
9月2日提交至arXiv的论文(Ritam Chakraborty与Arpan Das,印度科学研究所)针对DFT筛选中PBE泛函将窄带隙半导体误判为金属的失效模式,开发泄漏感知修复加HSE06-PBE差值学习两阶段模型,以0.108eV平均误差重构HSE06带隙(原始PBE误差1.036eV),在pH=0条件下筛出10个严格与29个宽松绿氢光催化候选材料。
卡内基梅隆大学研究人员在《自然·材料》发表研究,利用TaIrTe4/Cr2Ge2Te6原子级二维异质结,首次实验证实磁场平行于薄膜平面时也能产生霍尔响应。这一发现推翻了霍尔效应自1879年发现以来磁场须垂直于电流平面的长期假设,为矢量磁强计和新型平面传感器件架构打开了大门。
IIT甘地纳加尔研究者在npj Computational Materials发表计算筛选研究,将MBene二维材料与高熵合金理念结合,18种候选组分中3种五金属高熵MBene可在极低能耗下将CO2还原为一氧化碳,且无需额外电势驱动。CO是连接碳捕集与燃料、工业化学品合成的关键中间体。
基于第一性原理计算的研究提出,Zr2Ge2S6单层可通过顺电-铁电相变实现光催化活性的相位切换:相变调控能带边缘位置与载流子分离,使水解产氢反应可按需开启/关闭,为二维材料光催化制氢的性能调控提供了新自由度。论文9月1日提交arXiv。
石墨烯领域权威、SKKU教授Rodney S. Ruoff在arXiv发表观点文章,提出在长达两公里的可复用单晶金属表面上反复"生长-热剥离-再生长"原子级薄膜的工艺设计评估:单晶石墨烯和氮化硼的大尺寸制造长期受限于批次生长与转移,若快速全面积生长实现,热剥离将成为限速环节。文章定义了决定该概念是否值得发展的两项关键实验。
研究团队将深度神经网络与扭转极化激元多层结构结合,在扭转α-MoO3同质结构中实现了按需设计的声子极化激元传播,包括沟道化、双沟道化和三沟道化,覆盖600-800 cm-1的全新频率范围,并展示了聚焦与分束等功能,为纳米光学器件设计提供了新范式。
8月26日提交至arXiv的论文展示了一种室温工作的石墨烯亚太赫兹探测器,首次单片集成在高电阻率硅介质波导上,工作于D波段(110-170 GHz)。器件通过锥形槽线天线将波导导模耦合至hBN封装的石墨烯沟道,电压响应度达11.5 V/W、3dB带宽1.94 GHz,为全集成室温太赫兹光子电路提供了实用路径。
arXiv预印本(2608.25331)报道通过范德华外延合成单层与双层Nb2Pd3Te5二维超导体,超低温扫描隧道显微镜/谱观测到0.6K以下超导电性及显著的准一维配对密度调制,且单双层均表现出空气稳定性——罕见的结构各向异性超导平台,论文已发表于Advanced Materials。
8月20日发布于arXiv的研究通过理论与计算揭示:单层六方氮化硼(h-BN)与金属衬底之间的界面起伏(corrugation)能够调控光激发电子在界面处的转移与弛豫动力学。 h-BN作为二维绝缘体是范德华异质结的关键衬底与隧穿层,该工作把"界面几何起伏"确立为界面电子动力学的可设计自由度。
8月20日发布于arXiv的工作报告了基于黑磷(black phosphorus)的中红外分布反馈(DFB)激光器,在纳米秒激发下实现激射。中红外光源对环境气体传感与自由空间光通信意义重大,而传统GaSb基量子阱器件与硅光子学工艺不兼容——黑磷二维材料路线为片上中红外光源提供了新材料选项。
8月21日消息,波兰科学院联合团队在arXiv发文,系统研究了外延2H-MoTe2薄膜的空气降解路径与Co/Ni金属盖层保护效果:盖层可抑制短期氧化,但随时间形成界面键合难以脱除;厚度依赖的时效行为差异为工艺窗口提供指南。
IIT Bhbaneswar等机构研究者在arXiv发表研究,用微腔化学气相沉积(CVD)法生长均匀大面积MoWS₂单层与少层合金薄膜,基于生长诱导的本征硫空位构建光电突触器件,成功模拟兴奋性突触后电流、脉冲对易化等生物突触特性,功耗低且可重构,适用于神经形态视觉系统。