1. Nature Nanotechnol.：在Cu/Ni（111）箔上大面积生长单晶AB双层和ABA三层石墨烯

大于1厘米的高质量AB堆叠双层或多层石墨烯目前尚未见报道。近日，韩国UNIST Rodney S. Ruoff报告了在单晶Cu/Ni(111)合金箔上，通过化学气相沉积的方法生长大面积、高质量的AB堆叠双分子层和ABA堆叠三层石墨烯薄膜。通过拉曼光谱和透射电镜对石墨烯薄膜的堆积顺序、覆盖范围和均匀性进行评估，电输运(载流子迁移率和带隙可调性)和热导率(双层石墨烯的热导率值约为2300 W m⁻¹ K⁻¹)的测量表明薄膜的品质优良。

作者通过测量260 nm厚聚碳酸酯膜支撑下的石墨烯薄膜的拉伸载荷响应，得到其杨氏模量和断裂强度的平均值分别为478 GPa和3.31 GPa。该工作为制备厘米级别大面积合成AB堆叠双层和ABA三层石墨烯提供了思路。

MingHuang, Pavel V. Bakharev, Zhu-Jun Wang, Mandakini Biswal, Zheng Yang, SunghwanJin, Bin Wang, Hyo Ju Park, Yunqing Li, Deshun Qu, Youngwoo Kwon, Xianjue Chen,Sun Hwa Lee, Marc-Georg Willinger, Won Jong Yoo, Zonghoon Lee & Rodney S. Ruoff.Large-area single-crystal AB-bilayer and ABA-trilayer graphene grown on aCu/Ni(111) foil. Nature Nanotechnology. 2020

DOI: 10.1038/s41565-019-0622-8

https://doi.org/10.1038/s41565-019-0622-8

2. Nature Nanotechnol.：等离激元纳米腔中的单分子共振拉曼效应

针尖增强拉曼光谱（TERS）是一种用于纳米级化学分析的通用工具。在早期的TERS实验中，基于沿尖端的强电场增强，研究了具有平行于尖端的成分的拉曼模式，而垂直模式通常被忽略。近日，日本理化学研究所Hiroshi Imada、Norihiko Hayazawa、Yousoo Kim等人利用扫描隧道显微镜TERS成像技术研究了吸附在Ag（111）上的三层NaCl上的一个独立的酞菁铜分子。对于NaCl上平放的分子，拉曼图像会根据振动模式的对称性呈现不同的模式。

结果表明，除了平行分量外，还应考虑垂直于尖端的电场分量。此外，在共振激励条件下，垂直分量可以起到实质性的增强作用。这种在明确环境中的单分子研究为等离激元纳米腔的拉曼过程提供了见解，可能在各种分子系统的纳米级计量中有意义。

RafaelB. Jaculbia, Hiroshi Imada, Kuniyuki Miwa, Takeshi Iwasa, Masato Takenaka, BoYang, Emiko Kazuma, Norihiko Hayazawa, Tetsuya Taketsugu & Yousoo Kim.Single-molecule resonance Raman effect in a plasmonic nanocavity. NatureNanotechnology. 2020

https://www.nature.com/articles/s41565-019-0614-8

3. Nat. Commun.: 卤化物钙钛矿中铅的生物影响揭示了引入安全阈值的风险

虽然当前报道声称钙钛矿太阳能电池中的铅含量比其他也含铅的电子产品低，是安全或没有危险的，但是钙钛矿中铅对环境的实际影响尚不清楚。亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心AntonioAbate，福州大学的魏明灯和福建农林大学Jian Lü团队研究表明，钙钛矿泄漏到地下的铅可以进入植物，进而进入食物循环，其效率是人类活动已经存在的其他铅污染物的十倍。

进一步证明，用锡代替铅代表了更环保的选择。数据表明，研究人员需要特别谨慎地处理钙钛矿中的铅。特别要指出的是，钙钛矿基铅中铅的安全水平必须低于其他含铅电子产品。研究人员鼓励用更多惰性金属完全替代铅，以提供安全的钙钛矿技术。

Biologicalimpact of lead from halide perovskites reveals the risk of introducing a safethreshold，Nature Communications，2020

https://www.nature.com/articles/s41467-019-13910-y

4. Nat. Commun.: 使用二维卤化钙钛矿超晶格的可扩展光子源

基于半导体二维（2D）材料的微型光子源提供了超越现代III-V平台的新技术机遇。例如，量子受限的二维电子结构将激子跃迁偶极矩平行于表面平面对齐，从而将更多的光与空气耦合，从而产生了高效的量子光学器件和电致发光器件。它需要可伸缩的材料和工艺来创建去耦合的多量子阱超晶格，其中单个2D材料层被原子薄的量子势垒隔离。

苏黎世联邦理工学院Chih-Jen Shih团队报道了一种去耦合的多量子阱超晶格，由卤化钙钛矿的胶体量子阱组成，具有超薄量子势垒，可屏蔽6.5Å范围内的层间相互作用。晶体学和二维k空间光谱分析表明，超晶格中明亮激子的跃迁偶极矩取向主要在平面内，并且与堆叠层和量子势垒厚度无关，从而证实了层间去耦合。

Scalablephotonic sources using two-dimensional lead halide perovskite superlattices，Nature Communications，2020

https://www.nature.com/articles/s41467-019-14084-3

5. EES: 三维Na+扩散机制助力超高倍率离子凝胶钠离子微电池

微电子器件与系统的迅速发展为高性能低成本微电池的设计与开发提出了很高的要求。尽管钠离子微电池具有很大的应用潜力，但是有关钠离子微电池的研究还很少。最近，中科院大连化物所的吴忠帅研究员与中国科学技术大学的余彦教授等将钛酸钠负极与磷酸钒钠正极集成在三维石墨烯骨架中制作出了一种准固态无隔膜平板式钠离子微电池。该电池使用的电解质是基于NaBF₄的离子凝胶，其离子电导率高达8.1mS/cm。

得益于微电池的平板构造、赝电容储能机制以及三维互通的钠离子传输网络，该钠离子微电池在1C的电流密度下能够实现高达30.7mAh/cm³的体积比容量，室温下在30C的超高倍率下能够实现高达15.7mAh/cm³的体积比容量，在100℃下在100C的超高倍率下能够实现高达13.5mAh/cm³的体积比容量。此外，这种钠离子微电池表现出优异的柔性和可调控的电压以及高达55.6mWh/cm³的高体积能量密度。该工作为设计可用于微电子器件的钠离子微电池提供了可供参考的样板。

ShuanghaoZheng, Zhongshuai Wu, Yan Yu et al, Ionogel-Based Sodium Ion Micro-Batterieswith 3D Na-Ion Diffusion Mechanism Enable Ultrahigh Rate Capability, Energy& Environmental Science, 2020

DOI:10.1039/C9EE03219C

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/EE/C9EE03219C#!divAbstract

6. Nano Energy: 中空石墨烯球封装的Li_4.4Sn助力无枝晶长寿命锂金属电池

长久以来，金属锂负极的发展面临着由电场分布不均和动态界面变化导致的枝晶生长和低库伦效率。最近，上海大学的Bing Zhao和张久俊等制备了内部负载亲锂性Li_4.4Sn纳米颗粒的互通封闭石墨烯微球（Li_4.4Sn/SG）来改善金属锂的沉积行为。

理论计算和实验结果都表明Li_4.4Sn对于金属锂相比石墨烯具有更高的结合能和更低的成核过电势，因此能够诱导金属锂在中空石墨烯微球内部沉积，从而避免在新鲜的金属锂表面形成不受控的固态电解质界面。此外，无突起的石墨烯微球能够避免由于尖端效应导致的不均匀电场分布。从而使得金属锂在石墨烯微球内部填充满后在壳外均匀沉积。因此，Li_4.4Sn/SG电极能够实现长达1000小时的稳定循环和低至18mV的沉积过电势。该文章证明设计内部负载亲锂物质的封闭中空石墨烯微球是构建高效无枝晶锂金属负极的有效策略。

YongJiang, Bing Zhao, Jiujun Zhang et al, Li4.4Sn encapsulated in hollowgraphene spheres for stable Li metal anodes without dendrite formation for longcycle-life of Lithium batteries, Nano Energy,2020

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104504

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520300616?dgcid=rss_sd_all#!

7. Nano Energy: 二维共价有机框架用作高性能锂离子电池正极材料

具有储锂能力的有机正极材料由于具有多样的结构和分子水平上的可调控构型等优势而广受关注。然而，到目前为止，设计兼具高容量、长循环寿命和优异倍率性能的有机电极材料仍然十分困难。近日，天津理工大学的Yan Lu与南开大学的陈永胜等制备了一种包含最多活性官能团和最少非活性官能团的二维金属有机框架（BQ1-COF）用作锂离子电池正极材料。在0.05C的电流密度下其可逆放电比容量高达502.4mAh/g，这是所有报道过的聚合物有机正极中的最高值。

更为重要的是，BQ1-COF材料稳定的结构框架使得其储锂循环过程中的体积膨胀大幅减小，因而循环稳定性和倍率性能都十分优异。该材料在1.54A/g的电流密度下循环1000周后的容量保持率高达81%，在7.73A/g的电流密度下的可逆容量高达170.7mAh/g。该研究结果说明，在稳定的电极框架结构中最大限度地引入氧化还原活性官能团能够实现高容量和高稳定性的兼得！

ManmanWu, Yan Lu, Yongsheng Chen et al, A 2D Covalent Organic Framework as aHigh-Performance Cathode Material for Lithium-Ion Batteries, Nano Energy, 2020

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104498

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520300550?dgcid=rss_sd_all#!

8. ACS Nano：基于三维钙钛矿纳米光子线阵列的发光二极管，效率和稳定性显著提高

杂化钙钛矿由于具有良好的结晶度、高纯度、宽禁带可调性和溶液可加工性，再过去几年中已经成为高效发光二极管最有希望的候选者。然而，目前所报道的器件外部量子效率尚未达到传统无机和有机发光二极管的水平。此外，器件的稳定性仍有待提高。基于此，香港科技大学的范智勇等人提出了利用毛细管效应辅助模板法制造钙钛矿纳米光子线阵列发光二极管的方法。

与平面控制器件相比，纳米结构器件的外部量子效率从11％提高到16％，提高了45％，通过光学模型验证发现这主要是由于器件的光提取效率显著提高。有趣的是，作者还发现由于有效的模板钝化，与平面控制设备相比，纳米结构设备的寿命是其3.89倍。该结果表明，通过适当的光子器件结构设计，可以显着提高器件的性能和寿命。

QianpengZhang, Daquan Zhang, Leilei Gu, Kwong-Hoi Tsui, Swapnadeep Poddar, Yu Fu, LeiShu, Zhiyong Fan*. Three-Dimensional Perovskite Nanophotonic Wire Array-BasedLight-Emitting Diodes with Significantly Improved Efficiency and Stability. ACSNano 2020

DOI: 10.1021/acsnano.9b06663

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06663

9. Anal. Chem.：受丁达尔效应启发的纳米比色传感方法用于多样分析物的高灵敏可视化检测

光散射是自然界中一种常见的光学现象，如晚霞、蓝天等。丁达尔效应（Tyndall Effect，TE）是一种发生在胶体溶液中的光散射现象——当一束光线透过此类溶液时，从垂直入射光方向可以观察到一条因胶体颗粒对光线散射后形成的光亮“通路”。尽管已有少量报道利用丁达尔效应去定性研究溶液中某些体系的纳米水平团聚行为或胶体催化剂的形成过程，但其高效的比色信号转换特点及相关的分析应用潜力还远未被充分认识、开发和利用。

有鉴于此，桂林理工大学张云教授课题组近期发展了一种受丁达尔效应启发的通用型纳米化学与生物比色传感新方法（TE-Inspired Assay，TEA），用于Ag⁺、可卡因和γ-干扰素三种模型分析物的高灵敏可视化检测。本文要点：要点1. 胶体溶液的TE信号与胶体颗粒的尺寸及浓度正相关。所提出的TEA方法以廉价的激光笔作为手持式光源、以智能手机作为便携式TE信号定量读取器。要点2. 选择纳米金为模型胶体体系，通过将核酸适配体-靶标结合等特异性识别事件转化成半胱胺或高盐介导纳米金聚集反应，以获得显著增强的TE信号，据此建立基于Signal-On或Signal-Off机制的TEA方法。

WenchengXiao, Zihao Deng, Jinkun Huang. et al. Highly Sensitive Colorimetric Detectionof a Variety of Analytes via the Tyndall Effect. Analytical Chemistry. 2019

DOI:10.1021/acs.analchem.9b03824

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.9b03824