一天3篇Nature Materials，新材料，新进展！
纳米人
2020-11-04
1. Nature Materials：等离激元催化CO2还原新进展
金属纳米颗粒可以从光源收集能量并将其转移到吸附的气体分子上，从而降低化学反应温度。但是，大多数报道的反应，例如乙烯环氧化，氨分解和H-D键形成都是放热反应，在室温下仅能形成H-D键。这些反应需要较低的活化能（<2 eV），使用可见光局域表面等离激元可以轻松实现（从〜1.75 eV到〜3.1 eV）。近日，美国国立标准技术研究所的Wei-Chang D. Yang教授和Renu Sharma教授共同报道了可以通过使用深紫外范围内的局部表面等离激元，在室温下引发需要更高活化能（> 3.1 eV）的吸热反应。1） 通过利用高能电子同时激发Al纳米粒子的多个局部表面等离激元模式，开始在室温下通过C将CO2还原为CO。2） 使用环境透射电子显微镜激发和表征Al局部表面等离激元共振，并同时测量在CO2环境中纳米颗粒附近碳气化的空间分布。3）这种方法为探索其他在室温下由等离子体场引发的与工业相关的化学过程开辟了道路。
Canhui Wang at al. Endothermic reaction at room temperature enabled by deep-ultraviolet plasmons. Nat. Mater., 2020.DOI: 10.1038/s41563-020-00851-xhttps://www.nature.com/articles/s41563-020-00851-x2. Nature Materials：电子能带结构的拓扑在过去的十年中，与物理系统有关的拓扑研究迅速发展。对研究新的拓扑阶段至关重要的是，要了解展示这些拓扑阶段的材料以及对材料化学的精确控制。使用对称指标来识别拓扑材料候选者的新理论方法的融合以及高质量单晶的合成起着关键作用。近日，美国哈佛大学的Prineha Narang教授课题组专注于拓扑Weyl和Dirac半金属的最新研究。1）着重于磁性Weyl半金属和手性晶体中出现的费米子及其对激发的极端响应。3）进一步研究了拓扑材料科学界要寻求的开放性问题和方向，包括探索Weyl半金属和腔体填充拓扑材料的非平衡特性。
Prineha Narang et al. The topology of electronic band structures. Nat. Mater., 2020.DOI: 10.1038/s41563-020-00820-4https://www.nature.com/articles/s41563-020-00820-43. Nature Materials：碳是六方氮化硼可见光子发射的来源六方氮化硼（hBN）中的单光子发射器（SPE）由于其卓越的光学性能，在过去几年中受到越来越多的关注。然而，尽管有大量的实验结果和理论计算，但仍存在难以捉摸的缺陷结构。近日，悉尼科技大学的Igor Aharonovich教授课题组报道了通过各种自下而上的合成方法并直接通过离子注入，控制杂质向hBN中的掺入，我们提供了直接的证据证明可见的SPE与碳有关。1） 在这些缺陷的集合体上证明了室温光学检测的磁共振。2） 进行离子注入实验，并确认只有碳注入才能在可见光谱范围内产生SPE。3） 对最简单的12个含碳缺陷物质的计算分析表明，带负电荷的VBC-N缺陷是可行的候选物，并预测面外变形会使该缺陷对环境敏感。4） 本文结果解决了关于hBN可见光范围内单个发射器起源的长期争论，这将是对量子光子器件中这些缺陷进行设计的关键。
Noah Mendelson et al. Identifying carbon as the source of visible single-photon emission from hexagonal boron nitride. Nat. Mater., 2020.DOI: 10.1038/s41563-020-00850-yhttps://www.nature.com/articles/s41563-020-00850-y
