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MoS2 原子片中单缺陷忆阻器的观察
非挥发性电阻开关，也称为忆阻器 1 效应，即电场改变双端器件的电阻状态，已成为高密度信息存储、计算和可重构系统 2 – 9 开发中的一个重要概念。过去十年，非挥发性电阻开关材料（如金属氧化物和固体电解质）取得了实质性进展。长期以来，人们认为漏电流会阻止在纳米薄绝缘层中观察到这种现象。然而，最近在过渡金属二硫属化物 10, 11 和六方氮化硼 12 夹层结构（也称为原子阻断器）的二维单分子层中发现的非挥发性电阻开关推翻了这种观点，并由于尺寸缩放的好处增加了一个新的材料维度 10, 13。我们在此以单层 MoS 2 为模型系统，阐明了原子片中切换机制的起源。原子成像和光谱表明，金属取代硫空位会导致电阻发生非挥发性变化，这得到了缺陷结构和电子状态计算研究的证实。这些发现提供了对非挥发性切换的原子理解，并开辟了精确缺陷工程的新方向，精确到单个缺陷，朝着实现最小的忆阻器的方向发展，以应用于超密集存储器、神经形态计算和射频通信系统 2、3、11。通过结合扫描隧道显微镜/扫描隧道光谱 (STM/STS) 和局部传输研究，我们观察到硫空位（MoS 2 单层中的主要缺陷）在其天然形式下不起低电阻路径的作用，这与金属氧化物存储器中氧空位的影响形成鲜明对比。 然而，从底部或顶部电极迁移的金属离子（例如金离子）可以取代硫空位，产生导电的局部态密度 (LDOS)，从而驱动原子片进入低阻状态。 在反向电场下去除金原子后，缺陷恢复其初始空位结构，系统返回到高阻状态。 这种导电点切换机制类似于在原子级上形成导电桥存储器 14。然而，它本质上是不同的，也是独一无二的，因为单个金属离子填充了晶格中的单个空位，而不是通过高度无序的材料形成金属桥。我们发现硫空位在 2 纳米间距处稳定，导致忆阻器密度约为每 1 个单位
太阳能电池对电极银改性复合材料的合成与表征
由于一维线性通道的扩散限制，纳米沸石的合成和催化应用已被证明是提高各种扩散限制烃转化性能的有效策略 [7,8]。由于废物消耗和污染，工业的增长对全球环境构成了严重威胁。应做出更多努力来减少环境污染。解决这一重大问题的有效方法之一是光催化 [9]。尽管许多类型的材料被用于催化，如硫属化物、金属氧化物和钙钛矿 [10,11]。沸石的多孔笼状结构有许多应用，包括气体检测和清洁 [12,13]。沸石可以通过多种方法成功合成，例如盐化、密闭空间合成和微波合成法 [14,15]。已经报道了用微波法制备的纳米级林德 L 型沸石。由于这些金属氧化物和钙钛矿的稳定性较差，研究人员发现沸石是光催化的主要候选材料，因为它的二次氢解程度较低，在正辛烷芳构化中对 C-8 芳烃的选择性较高 [16]。然而，微波合成法被认为耗能，不适合工业应用和技术催化 [17]。因此，开发一种经济高效、易于扩大规模的方法来制备具有改进催化性能的纳米级林德 L 型沸石是极其必要的。幸运的是，一些研究人员观察到加入少量钡可以促进纳米级林德 L 型沸石的形成 [18]。据我们所知，Ba 对林德 L 型结晶过程的影响的解释仍不清楚。全面了解形成过程对于更科学地调节沸石晶体尺寸也具有重要意义。此外，林德 L 型沸石晶体尺寸对正构烷烃芳构化的影响还需要进一步系统研究。Bernard 等人首次报道了非酸性 0.71 nm 一维 12 元环通道的林德 L 型沸石在负载铂的情况下表现出优异的烷烃芳构化性能。通过水热法成功合成了纳米尺寸的林德 L 型沸石[19,20]。林德 L 型沸石具有六方晶体结构（空间群 P-6/mmm），晶胞常数 a = b = 18.4 和 c = 7.5 [21,22]。林德 L 型沸石在过去 20 年中引起了广泛关注
二维量子材料：超越……的新方法
最近，新兴的量子材料 [1] 实现了以前不可能实现的功能，目前正在彻底改变先进量子技术的科学发展和创新。它的出现推动了先进量子光子学、先进通信、量子计算、先进光电器件等的发展 [2]。它为探索许多新的尖端科学和可能性提供了机会。在其众多可能的应用中，当前需要的一项基本发展是超快先进无线通信，从量子材料中寻找其解决方案是一个新的视角和潜在领域。当今快速发展的社会需要高数据速率、超低延迟、更好的频谱效率和在更高频段工作的设备。为了解决这个问题，数据速率需要达到每秒兆兆比特 (TBPS) 的数量级，从而导致新兴的第六代 (6G) 网络，这可以通过将操作频段推向潜在的太赫兹 (THz) 范围来实现 [3]。石墨烯是所有二维 (2D) 材料之母，它的发现获得了诺贝尔奖，从那时起，许多二维材料被发现。 2D 材料是原子级薄的材料，包括石墨烯、过渡金属二硫属化物 (TMDC)，例如 MoS 2 [6]、WS 2 、MoSe 2 [7]、WSe 2 [8]、六方氮化硼 (h-BN)、磷烯、硅烯（2D 硅）、锗（2D 锗）、硼烯（2D 硼）和 MXenes（2D 碳化物/氮化物）[9]。由于 2D 材料为原子级薄，且其独特的电子和光学特性源于量子限制效应 [9]，因此被称为“量子材料” [1]。可调带隙、大载流子迁移率和增强的光物质相互作用等特性使 2D 材料成为太赫兹应用的有希望的候选材料，可用作发射器、探测器、调制器和光源。其独特的光-物质相互作用源于激子能量动力学，这种动力学仅因二维结构中的量子限制而存在，由于其与太赫兹频率的共振，透射率增强。尽管石墨烯具有非线性光学行为、高光学透明度、高载流子迁移率和表面电导率等非凡特性 [5]，使其适用于太赫兹应用，但它受到空气污染性质、零带隙和不稳定的离域 π 电子的限制，而这些限制在 TMDC 等其他二维材料中并不存在。此外，TMDC 的高调制效率推动了使用石墨烯制造异质结构的创新新趋势 [5]。这种异质结构结合了石墨烯的特性，同时克服了其缺点，从而提供了进一步增强和更好的性能 [10]。有关这方面的更多细节将在演讲中讨论和描述。
利用相关事后拉曼和 TEM 研究纳米压痕引起的硅结构变化与温度的关系
硅仍然是技术上最重要的材料之一，广泛应用于各种微电子和微机电系统 (MEMS) 设备和传感器。几十年的深入工业研究已经带来了一些最先进的硅材料加工路线，但有关其机械性能的一些细节仍然是个谜。这并不是因为缺乏努力，而是因为其复杂性。就变形机制而言，位错塑性、断裂和各种相变都是可能的，具体取决于加载速率、应力状态、尺寸、温度、杂质的存在等。本研究重点关注硅中的相变，这种相变发生在以压缩载荷为主的围压下 [1-3]。这使得仪器压痕成为诱导此类行为的流行选择 [4,5]，我们在各种温度下都进行了这种测试。本研究的独特之处在于联合使用了两种事后显微镜技术：压痕的拉曼映射和聚焦离子束 (FIB) 加工提升的透射电子显微镜 (TEM)。这样做是为了试图更详细地了解不仅发生了哪些相变，而且了解它们在空间中的分布情况以及这种相变与压头下方局部应力状态的关系。在高温下，使用配备 800C 的 Hysitron PI88 原位 SEM 压痕和配备金刚石 Berkovich 尖端的原型高真空平台纳米压痕系统测试了具有 <001> 取向和 p 型掺杂的硅晶片，电阻率为 0.001-0.005 Ω-cm，相当于 1x1019 - 1x1020 cm-3 硼掺杂。沿着压痕的对角线准备提取件，从而将一个面和一个角一分为二。在减薄和转移到半网格之前，先沉积保护性铂。样品制备采用 FEI Versa 3D 双束和 EasyLift 操纵器（Thermo Fischer Scientific，希尔斯伯勒），并使用在明场中以 300keV 运行的 Technai F30 TEM 进行成像。图 1 显示了硅从室温到 450°C 的纳米压痕行为变化的摘要。其中，硬度最初随着温度升高到大约 150°C，然后开始稳步下降。这是一个相当有趣的观察结果，因为当性能由位错塑性介导时，硬度和屈服强度通常会随着温度的升高而降低 - 这表明在低温范围内其他行为占主导地位。这也体现在压痕的后期 SEM 成像中，因为在室温下会出现剥落，在 100°C 时会消失，然后在 200°C 时变成延性流动。剥落归因于卸载过程中晶格膨胀的相变。图 2 展示了一些关于解释这种硬度变化的变形机制变化的理解，其中显示了事后拉曼图和 TEM 图像。此处，室温拉曼图显示压头压痕下有一个强烈的相变区域，这从 TEM 成像中也可以看出来。当温度升高到 100°C 时，拉曼光谱显示从非晶态、R8 和 BC8 硅相的复杂混合物急剧转变为六方相和金刚石立方体相。事后 TEM 也显示相变区域的变化，特别是总相变材料的减少。在 200°C 时，拉曼光谱显示为金刚石立方体，含有少量六方材料。TEM 显示压痕下似乎以孪生塑性为主，几乎没有明显的相变材料。
RSC 进展
纳米技术（纳米医学）有望帮助我们实现上述目标。各种纳米药物输送方法的发展在疾病的诊断、检测和治疗中发挥着至关重要的作用。这些纳米药物输送系统可以安全地将药物以可控的浓度转移到癌组织，避免与网状内皮系统相互影响。17 纳米载体由于尺寸与生物结构相似，对用于癌症治疗的纳米药物输送系统有重大影响；这些纳米载体可以轻松穿透细胞膜并延长循环时间。18 – 20 由于血管生成快速且有缺陷（从旧血管合成新血管），肿瘤血管的通透性增加，从而使纳米载体能够进入。此外，肿瘤内淋巴引流不畅会困住纳米载体，使它们将药物转移到癌细胞附近。这些药代动力学修改通过明确针对癌症部位并在活性持续时间内保持治疗剂在其特定缺陷部位的增加浓度来提供更好的结果。这种靶向化疗剂利用细胞凋亡和麻醉来杀死癌细胞。 21 – 23 新一代纳米载体是二维纳米材料，例如二硒化钨24 (WSe2)、硅烯25、锗烯26、二硫化钼27 (MoS2)、硒化铋28 (Bi2Se3)、二氧化锰29、过渡金属二硫属化物 (TMDs)、六方氮化硼30 (h-BN) 和玻璃纤维增强塑料 (GRP) 因其独特的物理化学性质而成为一些重要的纳米载体。 31 – 34 玻璃纤维增强塑料 (GRP) 形成了蜂窝状二维晶格结构，其中所有碳原子都是 sp2 杂化的，因而具有令人难以置信的机械和电气性能，由于具有良好的表面反应性和自由 p 电子，因此常用于光电装置、太阳能电池中的光电导材料、药物输送和医学成像。35 自由表面 p 电子可有效进行 p – p 相互作用、与难溶性药物的静电或疏水相互作用以及药物输送系统中的非共价相互作用。36 玻璃纤维增强塑料 (GRP) 与生物分子、组织和不同类型细胞的相互作用对其生物医学应用、毒性和生物相容性具有重要意义。37 玻璃纤维增强塑料 (GRP) 作为纳米载体，可以通过内吞作用快速进入细胞，并在刺激下成功地将药物释放到细胞溶胶中。 38 玻璃纤维增强聚合物中装载药物与载体的重量比为 200%，这使玻璃纤维增强聚合物成为一种比其他纳米载体更高效、更受欢迎的纳米载体。39 玻璃纤维增强聚合物对槲皮素、5-氟尿嘧啶和柔红霉素的载药能力已被研究用于癌症治疗。40 通过 DFT 计算 41,42 和分子动力学模拟研究了药物与玻璃纤维增强聚合物之间的相互作用。HPT (3 0 ,5,7-三羟基-4-甲氧基阿伐酮）及其代谢物是具有生物活性的阿伐酮类化合物，可用作抗氧化剂、抗糖尿病剂、抗癌剂、雌激素剂、抗炎剂和心脏神经保护剂。43 这种多羟基阿伐酮常见于蔬菜、柑橘幼果、西红柿、苹果和鲜花中。44 HPT 具有疏水性（水溶性差），在消化道中稳定性不足，导致口服吸收不良。45 许多研究小组正在努力通过纳米药物输送系统（如纳米制剂、