2023年3月第一周（3.6~3.12）

Science

《科學》：Vol. 379, No. 6636

法國斯特拉斯堡大學Song Jiang等：單石墨烯納米帶中的拓撲局域激子

石墨烯納米帶（GNR）通常生長在金屬表面上，例如銀或金。金屬基底的存在使得GNRs的光學性質難以研究。為了避免這個問題，Jiang等人在金表面上生長扶手椅邊緣GNRs，並使用掃描隧道顯微鏡的尖端將它們轉移到相鄰的絕緣表面。然後研究人員在GNRs中誘導螢光，揭示了拓撲邊緣態的特徵，以及豐富的振動電子光譜。

原子級精確的石墨烯納米帶（GNRs）的本徵光電性質在很大程度上仍未被探索，這是因為發光猝滅效應是由於在其上生長帶的金屬襯底引起的。我們以原子尺度的空間解析度探測了合成在金屬表面上的GNRs的激子發射。採用掃描隧道顯微鏡（STM）將GNRs轉移到部分絕緣表面，以防止發光淬滅。STM誘導螢光光譜顯示了與GNRs的拓撲末端態相關的局域暗激子的發射。觀察到低頻振動電子發射梳，並將其歸因於限制在有限盒內的縱向聲學模式。我們的研究為研究石墨烯納米結構中激子、振動子和拓撲結構之間的相互作用提供了一條途徑。

德國哥廷根大學Tristan von Münchow等：電化學鈷催化芳基C-H活化反應的對映選擇性

電化學氧化是在複雜分子合成中修飾碳-氫（C-H）鍵的環境友好的手段。然而，僅選擇兩種鏡像產物中的一種通常需要可溶性助催化劑，通常是貴金屬。據von Münchow等人報導，更富含地球的鈷也是芳環電化學C-H氧化的可行助催化劑。他們展示了用於各種具有手性碳和磷中心的產品以及軸手性多環化合物的方法。

對映選擇性氧化還原轉化通常依賴於昂貴的過渡金屬作為催化劑，並且通常還依賴於化學計量的化學氧化還原劑。電催化代表了更可持續的替代方案，特別是通過使用析氫反應（HER）代替化學氧化劑。在這項工作中，我們描述了使用鈷代替貴金屬催化劑進行不對稱氧化的HER偶聯對映選擇性芳基碳-氫鍵（C-H）活化反應的策略。因此，實現了羧酸醯胺的高度對映選擇性的碳-氫和氮-氫（C-H和N-H）環化，這使得可以獲得點手性和軸手性化合物。此外，鈷介導的電催化能夠通過脫氫C-H活化反應選擇性地去對稱製備各種磷（P）-立體異構化合物。

Nature

《自然》：Volume 615 Issue 7951

山西大學Zengming Meng等：扭曲雙層光晶格中的原子玻色-愛因斯坦凝聚

扭曲雙層石墨烯的強關聯和超導電性觀測激發了人們對基礎物理和應用物理的極大興趣。在這個系統中，兩個扭曲的蜂窩晶格的疊加，產生了莫爾條紋，這是觀察到平坦的電子帶，緩慢的電子速度和大的態密度的關鍵。扭轉雙層系統擴展到新的結構是非常有希望的，這將為研究雙層石墨烯以外的扭轉電子學提供令人興奮的前景。

本文利用自旋相關光晶格中的原子玻色-愛因斯坦凝聚體，對扭曲雙層方晶格中的超流體到Mott絕緣體的轉變進行了量子模擬。晶格由兩組雷射束組成，它們獨立地尋址處於不同自旋狀態的原子，這形成了容納兩層的合成維度。層間耦合可由微波場高度控制，這使得能夠在強耦合極限中出現最低平帶和新的相關相。我們直接觀察到了空間莫爾條紋和動量衍射，這證實了在扭曲雙層晶格中存在兩種形式的超流體和一種修正的超流體到絕緣體的轉變。我們的方案是通用的，可以應用於不同的晶格幾何和玻色子和費米子系統。這為研究具有高度可控光學晶格的超冷原子中的雲紋物理開闢了一個新的方向。

美國史丹福大學Woo Jin Kim等：無限層晶格中Jahn-Teller序的幾何阻挫

Jahn-Teller效應，其中具有能量簡併軌道的電子配置誘導晶格畸變以提升這種簡併性，在許多對稱性降低的晶體變形中具有關鍵作用。Jahn-Teller離子的晶格可以引起合作畸變，如LaMnO3。儘管許多例子以八面體形式出現或四面體地配位的過渡金屬氧化物由於它們的高軌道簡併性，這種效應對於正方形平面陰離子配位還沒有表現出來，如在無限層銅中發現的鎳、鐵和氧化錳。

在此我們合成了單晶CaCoO2 鈣鈦礦CaCoO2.5的拓撲還原薄膜階段。我們觀察到一個明顯扭曲的無限層結構，陽離子從它們的高對稱性位置發生了昂格斯特羅姆尺度的位移。這可以被理解為起源於的Jahn-Teller簡併 dxz 以及 dyz 的軌道 d7 電子構型沿著大量的配體-過渡金屬混合。複雜的扭曲模式出現在2√2×2√2×1四方超晶胞，反映了有序Jahn-Teller效應對CoO2的競爭亞晶格和Ca亞晶格的相關位移的幾何挫折，其在不存在頂氧的情況下強烈耦合。作為這種競爭的結果，CaCoO2 結構形成了符合「冰規則」的擴展的二進二出型Co畸變。

美國羅切斯特大學Nathan Dasenbrock-Gammon等：N摻雜氫化鑥近環境超導電性的證據

如果超導材料在環境溫度和壓力條件下不存在電阻，那麼它將具有巨大的應用潛力。儘管經過幾十年的深入研究，這種狀態還沒有實現。在環境壓力下，銅酸鹽是在最高臨界超導轉變溫度（Tc），最高溫度約為133K。在過去的十年裡，高壓「化學預壓」的氫占主導地位的合金已經導致了對高溫超導性的研究與證明Tc在兆巴壓力下接近二元氫化物中水的凝固點。三元富氫化合物，如含碳的硫氫化物，提供了更大的化學空間以潛在地改善超導氫化物的性能。

Dias教授的研究團隊報告了超導電性的證據，摻氮氫化鑥與最大Tc在10kbar下為294K，即在室溫和近環境壓力下為超導性。這種化合物是在高溫高壓條件下合成的，然後在完全恢復後，沿著壓縮路徑檢測其材料和超導性能。這些包括具有和不具有施加磁場的溫度相關電阻、磁化（M）與磁場（H）曲線，交流和直流磁化率以及熱容測量。X射線衍射（XRD）、能量色散X射線（EDX）和理論模擬提供了合成材料的化學計量的一些見解。然而，需要進一步的實驗和模擬來確定氫和氮的精確化學計量，以及它們各自的原子位置，以更大的努力來進一步理解材料的超導狀態。

該研究發表後，收到了來自世界各地的多個科研機構的研究人員的質疑，目前該成果仍未被廣泛承認。國內也有中科院物理所、南京大學的研究團隊對該研究進行了重複實驗，Lu-H化合物的高壓超導，均未完全復現Dias的研究結果。該「突破性」成果的巨大爭議仍在科學界持續發酵中。