科研进展

近期，德国锡根大学姜辛教授与齐鲁工业大学盖志刚研究员共同通讯，报道了一种利用热电子辐照在金刚石(111)面上制备共价键合石墨烯(0002)/金刚石(111)异质结的策略。与透射电镜中keV级聚焦电子束不同，该方法采用热灯丝发射的低能热电子，在低压氢气氛围下经正偏压加速射向金刚石衬底，提供大面积、均匀的近表面能量输入与可控热场。

在此研究中，作者展示了魔角转角三层石墨烯中电可调的重费米子相图，这是通过位移场控制局域平带电子与巡游狄拉克电子之间的近藤杂化来实现的。研究结果揭示了从反铁磁半金属到顺磁重费米子金属的连续量子相变。在量子临界点处，观察到有效质量发散和费米面重构。这一高度可调的平台为研究重费米子物理提供了前所未有的调控能力，将莫尔异质结构确立为在二维极限下探索关联量子相（包括潜在非常规超导电性）的多功能平台。

研究团队演示了首个集成的石墨烯-硅槽波导 2 μm 波段电吸收调制器，兼具大带宽、低损耗、紧凑尺寸、稳健工作与高调制效率。这些优势源于槽波导结构、双层石墨烯的部分交叠以及改进的高质量大面积石墨烯转移工艺——它们在增强光-石墨烯相互作用的同时，通过降低电容拓宽了调制带宽。器件在 2 μm 与 1.5 μm 波段均展现出高速性能，实测带宽分别超过 40 GHz 与 70 GHz（均受测试系统限制），而计算带宽有望进一步扩展至 150 GHz。

近日，加州大学伯克利分校Sander Ratso教授课题组在Nature Communications杂志上发表论文，开发了一套高温原位拉曼光谱电化学系统，首次实时观察熔融碳酸盐中二氧化碳电解过程，检测反应中间体并追踪碳结构的演变，从而揭示直接空气捕获CO2并转化为碳材料的反应机制。研究发现，该过程并非一步完成，而是经历了一个此前未知的两步反应机制。此外，即使改变电极材料和熔融盐体系，基本化学反应过程仍保持一致，表明不同体系可能遵循相似的反应路径。

设计导热载体散热控热+水介导转印成套工艺，对比传统直接激光加工热损毁缺陷；搭建“内部水洗再生循环+外部生物降解自然循环”双闭环体系，完成1.5米卷对卷连续电路制备，雷达图多维度对比化石PI、无散热木质素、本无损工艺综合性能优势。

研究采用扭角约 1.64° 的魔角扭曲四层石墨烯(MAT4G),将超导引线调至超导穹顶边缘的“弱引线”区。测量发现,在较高温度(T > 100 mK)下,涡旋通过经典热激活越过边界势垒进出引线;而在低温(T < 90 mK)下速率趋于饱和,涡旋转而通过宏观量子隧穿穿越势垒，数据符合一个尖锐的、一级相变型的量子—经典转变。定量分析给出涡旋进出的边界势垒高度约为 2.64 K 量级,并估计势垒厚度约为 100 nm。

本文的柔性MoS2薄膜晶体管具有石墨烯电极，即使在恶劣的弯曲条件下也能保持优异的电学性能，弯曲半径为0.5 mm时ION/IOFF超过108，Vth移动保持在-0.3 V以内。这些器件表现出出色的耐久性，承受超过16,000次弯曲循环而没有明显的转移特性退化。最后，该器件在550 nm处具有74.7%的高透射率，使其非常适合柔性和透明的电子技术。

本研究通过巧妙的合成设计，成功构建了首例含有三个连续稠合5/7元环对的碗状纳米石墨烯。三重分子内Heck反应为构筑具有ISTW-STW缺陷的曲面纳米石墨烯提供了新策略，光电性质研究揭示了碗状曲率对芳香性、翻转动力学、能隙及激发态弛豫的影响。分子碗内空腔赋予其精准包结富勒烯的主客体结合能力，而快速的非辐射弛豫使其在水相分散纳米粒子中实现了41%的光热转换效率。

针对现有体系调控单一、高陈数原生拓扑带难以实现的短板，本文设计转角菱方石墨烯同质莫尔结构，构建单层 – 多层、双层 – 多层两类转角堆叠器件，依靠堆叠层数工程实现陈数与层数一一对应，还能通过静电掺杂、面内位移电场实时切换陈数正负，甚至在单一器件内用电场驱动 C=3 与 C=4 拓扑相变。