2015年4月《自然》雜志內(nèi)容精選
靈敏度極高的磁性納米傳感器
本期封面所示為NMR可讀納米傳感器,其中每個(gè)都由夾有一種可膨脹水凝膠的磁盤組成。在生命科學(xué)領(lǐng)域非常成功的熒光和表面等離子激元探針在光不能穿透的地方(如在穿過(guò)很多生物組織時(shí))性能很差。Gary Zabow 等人研制出了另類生物可相容探針,它們可充當(dāng)與基于光的熒光和表面等離子激元傳感器相似的射頻傳感器。這些傳感器是磁性納米組件,檢測(cè)限可以達(dá)到飛摩水平,并且能夠響應(yīng)于刺激(如它們局部環(huán)境中pH值的變化)迅速改變形狀。形狀變化會(huì)轉(zhuǎn)換成NMR譜的移位,其潛在靈敏度要比傳統(tǒng)磁共振譜大一百萬(wàn)倍。封面圖片:G Zabow
石墨烯中的可調(diào)拓?fù)淞孔酉?/strong>
雙層石墨烯提供了一個(gè)有趣的平臺(tái),通過(guò)這個(gè)平臺(tái)可以觀察不同于單層石墨烯中的新穎電子效應(yīng),因?yàn)殡p層石墨烯有一個(gè)可以通過(guò)電場(chǎng)調(diào)節(jié)的能帶隙。而且,其“域邊界”(domain boundaries)上據(jù)預(yù)測(cè)還存在“拓?fù)涔?rdquo;(topological valley)極化模式。在這項(xiàng)研究中,F(xiàn)eng Wang及同事利用近場(chǎng)光學(xué)成像和低溫輸運(yùn)測(cè)量發(fā)現(xiàn),這樣的模式的確存在于有能帶隙的雙層石墨烯中。這一發(fā)現(xiàn)為研究雙層石墨烯中可以通過(guò)電場(chǎng)調(diào)節(jié)的拓?fù)鋺B(tài)提供了可能性。
晶圓尺度的半導(dǎo)體薄膜
半導(dǎo)體過(guò)渡金屬二硫族化物(TMDs)單層材料(只有三個(gè)原子那么厚)是有望用于下一代納米電子和光電子系統(tǒng)的材料。在這項(xiàng)研究中,Jiwoong Park及同事描述了通過(guò)向絕緣的二氧化硅晶圓上進(jìn)行化學(xué)氣相沉積來(lái)制造TMD單層材料的一個(gè)新方法,它可以生成具有均勻性質(zhì)的晶圓尺度的大面積材料。這樣獲得的材料在室溫下具有高電子遷移率,而且它在整個(gè)四英寸范圍內(nèi)都是高度恒定的。通過(guò)該方法能以99%的器件產(chǎn)率制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管。這項(xiàng)工作顯示了用TMD單層材料以晶圓尺度批量制造高性能器件的實(shí)用性。