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新概念材料研究所

北京大学材料科学与工程学院王前教授课题组利用全新方法,发现了迄今最稳定的三电荷负离子结构。王前教授带领团队利用量子力学统计原理,创建了全新的计算机模型,并证明由元素硼与铍等组成的三电荷负离子,能在2.65电子伏特的冲击下保持稳定。研究人员将八电子规则和硼烷结构电子计数规则等化学原理结合,为设计其他三电荷负离子提供了全新思路。(原文链接:Colossal Stability of Gas-Phase Trianions: Super-Pnictogens(Angew. Chem. Int. Ed.,2017,DOI:10.1002/ange.201708386)

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北京大学材料科学与工程学院张青研究员课题组制备了(C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1­(n=1­–5)的单一组分块状单晶,并通过机械剥离获得了微米尺寸的薄片。低温条件下,n≥3的二维钙钛矿在阈值之上能受激辐射出激光,而对于n≤2的情形,即便温度降至78 K也无法获得激光/自发辐射放大。结合时间分辨荧光光谱、温度依赖荧光光谱等多种表征手段,提出高能量注入时,非辐射复合途径主要为双激子俄歇复合和激子-声子耦合。同时,他们量化了不同n值二维钙钛矿中的能量损耗因素,随着n值减小,量子限域效应增加,俄歇复合强度随之增加,与此同时,晶格刚度降低,激子-声子耦合强度增加,两种效应导致荧光激射阈值随着n降低而逐渐增加。此研究结果为降低二维钙钛矿激光阈值提供了指导。相关工作在线发表于Adv. Mater. 2019, 1903030,题为“Lasing from Mechanically Exfoliated 2D Homologous Ruddlesden–Popper Perovskite Engineered by Inorganic Layer Thickness”。

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北京大学材料科学与工程学院张艳峰教授课题组在厘米级MoS2单晶薄膜的制备方面取得重要进展。他们通过熔融-固化法将多晶Au箔转化成厘米级Au(111)薄膜,并以此作为范德华外延的衬底,实现了单层MoS2纳米片的单一取向生长,获得了厘米级(1英寸)单晶单层MoS2薄膜。随后,采用低能电子衍射(LEED)、透射电镜(TEM)和扫描隧道显微镜(STM)等手段证实了MoS2晶畴的单一取向和无缝拼接特征。