近日，我校物质学院陈刚教授课题组在钙钛矿太阳能电池的制备与机理探究方面再次取得重要进展。他们通过创新性地引入一种季胺有机阳离子，制备了新型二维钙钛矿薄膜，进而通过对薄膜内部晶粒取向性的操控调节，实现了高性能高稳定性的二维钙钛矿太阳能电池的制备。目前，该成果以“A New Organic Interlayer Spacer for Stable and Efficient 2D Ruddlesden-Popper Perovskite Solar Cells”为题，发表于国际知名学术期刊《Nano Letters》。作为一项颠覆性的新兴光伏技术，近年来，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现了长足发展。而其环境稳定性问题，即在高湿度/温度条件下的退化问题严重制约了其进一步产业化应用。已有研究表明，在钙钛矿晶体中引入长链有机阳离子，形成二维钙钛矿结构可以有效提高此种材料的环境稳定性。而当前主要应用伯胺离子作为长链有机阳离子间隔层，尚未对其进一步的优化做出有体系有目的的筛选。在这一项研究中，陈刚教授团队引入一...

近日，我校物质学院陈宇林-柳仲楷课题组在拓扑外尔半金属的电子结构人工调控研究中取得重要进展：采用表面修饰的方式，首次实现外尔半金属表面费米弧的原位操纵并直接观察到拓扑Lifshitz转变。目前该成果以“Topological Lifshitz transitions and Fermi arc manipulation in Weyl semimetal NbAs”为题，在知名学术期刊《Nature Communications》上在线发表。拓扑外尔半金属是近年来发现的重要拓扑量子材料之一。它具有奇特的拓扑电子能带结构：该种材料的体内导带和价带线性接触形成 (成对出现) 具有手性的外尔点，不同手性的外尔点由奇特的拓扑表面费米弧（非封闭的费米面）所连接。这些非平庸的拓扑能带结构能导致一系列重要的物理现象，包括手性反常、三维量子霍尔效应、非局域电压产生效应等。为了研究外尔半金属的拓扑性质和有效实现其器件的开发应用，对其拓扑电子结构进行人工调控至关重要。在此次发表的工作中，陈宇林-柳仲楷课题组通过超高真空...

有机-无机杂化钙钛矿发光材料以其半峰宽窄、色域可调、高量子产率等一系列优异的性能而备受关注。经过短短数年的发展，钙钛矿材料发光二极管器件的外量子效率便已突破20%，是下一代高分辨率显示设备的有力竞争者之一。然而，稳定性问题严重阻碍了该材料在电致发光器件中的发展和应用，由于钙钛矿结构的形成能较低，钙钛矿结构在电场和外界水氧存在的条件下容易发生结构解离和离子迁移，造成材料本身发光光谱变化和发光二极管器件工作寿命较短。稳定性的提升是该材料在平板显示领域商业化应用的重大挑战。我校物质学院宁志军、刘伟民和柯友启课题组合作在有机-无机杂化钙钛矿发光器件的稳定性研究上取得重要进展。近日，该成果以“Highly Stable Hybrid Perovskite Light-Emitting Diode Based on Dion-Jacobson Structure” 为题，于《Science》旗下子刊《Science Advances》上发表。这项研究首先通过第一性原理计算揭示相对于范德华力连接的Ruddlesden-Popper...

凝聚态体系中由于存在电荷、自旋、轨道等多种自由度，它们相互配合和竞争可以衍生出很多非平凡的物理结果，因此一直是人们研究的热点和新奇物性的实现平台。然而，正是由于多自由度的耦合，对于某种实验观测到的宏观物理现象主要是由何种微观机制所导致这一问题，在很多情况下难以理解清楚。其中非常具有代表性的问题是在过渡金属元素构成的半导体/绝缘体中，电子的能隙究竟是由电子电荷关联导致的，还是由电子自旋关联导致的，长久以来答案一直模糊不清。近日，我校物质学院助理教授李刚、柳仲楷和郭艳峰的研究团队通力合作，成功揭示了在低维量子体系CrSiTe3中电子关联所扮演的重要作用，首次明确地指出了该体系中的电子能隙主要源于电子间的库仑排斥作用。该项工作近日以“Unveiling Electronic Correlation and the Ferromagnetic Superexchange Mechanism in the van der Waals Crystal CrSiTe3”为题在国际顶尖物理杂志《Physical Review Letters》发表。...

近日，我校物质学院刘巍教授课题组在高性能锂离子电池的电极材料方面再次取得重要进展：他们突破传统电极结构，开发了具有致密结构、高负载量、低成本的新型电极结构，利用了冷烧结工艺并通过添加纳米离子导体来促进锂离子在电极内部传导的动力学过程。目前该成果以“High-Performance, Low-Cost, and Dense-Structure Electrodes with High Mass Loading for Lithium-Ion Batteries”为题，被国际知名学术期刊《Advanced Functional Materials》（《先进功能材料》）上发表。锂离子电池已经广泛应用在移动电子消费领域，但是目前传统锂离子电池的能量密度还无法满足电动汽车等大规模储能领域的需求。提高锂离子电池电极材料厚度和单位面积负载量是提高能量密度的方法之一。之前报道的研究方法大多是利用多孔结构来提高其面积容量，制备工艺复杂且成本较高。刘巍课题组首次提出了高致密度的新型电极结构，通过使用一种新型的冷烧结技术，使得无机电极氧化物材料...

我校物质学院李涛教授课题组在近期的研究成果中揭示了多层壳核多孔材料生长理论。近日，该成果以“Uncovering Two Kinetic Factors in the Controlled Growth of Topologically Distinct Core-Shell Metal-Organic Frameworks”为题，于国际知名化学期刊《Chemical Science》(《化学科学》)上发表。金属有机框架材料（metal-organic frameworks, MOFs）是一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。由于其多变且结构高度可设计的特征，MOFs材料被广泛认为是一类最具应用前景的新型多孔材料。然而，许多具有优异气体吸附和分离性能MOFs往往面临稳定性较差的缺点，而稳定性较高的MOFs则很少展现出优异的吸附特征。如果将高稳定性的MOFs作为壳层生长于高性能的MOFs内核外形成“壳核MOFs结构”则能结合两者各自的特点，极大地拓展了MOFs的应用范围。然而由于不同MOFs材料之间存在晶胞参数不匹配和配位化学属性不匹配的情况，使得壳核MOFs的合成充满了挑战。李涛课题组...

共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是由有机构筑基元通过强共价键链接起来的二维和三维多孔晶体，因其框架牢固性和分子精准性，以及新兴的动态响应行为而备受关注，在气体吸附与分离、能源转化与存储、盐水资源化和药物投递等方面有广阔的应用前景。最近，由我校物质学院章跃标教授和马延航教授合作的研究团队采用冷冻电子衍射技术首次实现了对一例具有客体依赖响应的三维COF材料的原子级动态结构解析。该项工作以“Atomic-Level Characterization of Dynamics of a 3D Covalent Organic Framework by Cryo-Electron Diffraction Tomography”为题，作为增选封面（Supplementary Cover）发表在国际顶尖化学期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。因为COFs是完全由强共价键链接，结晶可逆性较差，其晶体生长和结构解析是该领域长期以来的重大挑战。近来，采用亚胺交换合成策略虽然已经成功制备出COF单晶尺...

  近期，我校免疫化学所抗体化学实验室与分析化学平台合作，开发出新型交联剂（cross-linker），用于化学交联质谱（XL-MS）分析。该研究成果以“A novel mass spectrometry-cleavable, phosphate-based enrichable and multi-targeting protein cross-linker”为题，于2019年5月23日在英国皇家化学会旗舰期刊《Chemical Science》上以Edge Article的形式在线发表，并入选年度热点论文（HOT Article Collection）。  XL-MS可以研究溶液中蛋白质的三级结构，作为蛋白质晶体结构研究的补充与验证，为蛋白质结构和蛋白质相互作用提供重要信息。交联剂的发展在XL-MS技术中非常重要。可碎裂的试剂交联的肽段在质谱CID（collision-induced dissociation）模式下可碎裂为两条独立的肽段，大大降低了数据分析的复杂程度，提高准确性。亲和标签的引入则会从大量未交联的肽段中特异性地识别交联的肽段，从而提高检测的灵敏度。  免疫化学研...

  近日，我校物质学院陈刚教授课题组在钙钛矿薄膜的成膜机理研究方面再次取得重要进展。该研究应用同步辐射X射线掠入射衍射（GI-XRD）手段，原位实时地观测了连续沉积法制备甲脒基钙钛矿薄膜的成膜过程，揭示了不同添加剂离子对薄膜结晶动力学过程及晶粒取向性的影响。日前，该成果以“In Situ Observation of Crystallization Dynamics and Grain Orientation in Sequential Deposition of Metal Halide Perovskites”为题，在知名学术期刊《Advanced Functional Materials》上在线发表。作为一项颠覆性的新兴光伏技术。近年来，钙钛矿太阳能电池实现了长足发展，对已有的光伏技术提出了极大挑战。钙钛矿电池器件的性能主要由钙钛矿薄膜的品质所决定，已有的研究通常使用试错法优化薄膜品质，而较少关注钙钛矿薄膜的成膜机制。  针对这一系列重要问题，陈刚教授课题组应用同步辐射原位表征技术，首次揭示了连续沉积法制备钙钛矿薄膜成膜的...

  近日，物质学院米启兮课题组在无铅钙钛矿材料的研究进展以“Band Alignment Boosts Charge–Carrier Collection in Sn-Based Perovskite over Pb Counterparts”为题在国际知名学术期刊《物理化学快报》（Journal of Physical Chemistry Letters）发表，并被选为期刊的下一期内封面论文。  米启兮课题组此前发现CsSnBr3（溴化锡铯）作为新型无铅钙钛矿材料具有优异的半导体性能（http://www.shanghaitech.edu.cn/2019/0624/c1001a43303/page.htm）。在此基础上，这篇论文将CsSnBr3进一步制成了光电转化器件。通过理论计算和实验测量CsSnBr3的价带顶能级位置，研究人员选择了与其匹配的载流子传输材料，制得的光探测器无需外加偏压即对整个可见光波段产生响应，性能超过了对应的含铅半导体材料。该研究成果表明，界面工程对于CsSnBr3的器件制备十分重要，而目前普遍担心的材料缺陷问题是可以克服的。CsSnBr3光探测器的成功制备也为下一步将...

  近日，我校物质学院林柏霖课题组发展出异价掺杂二维有机无机杂化钙钛矿，相关工作以“Bi3+ Doped 2D Ruddlesden-Popper Organic Lead Halide Perovskites”为题，在国际知名期刊《材料化学杂志A》（《Journal of Materials Chemistry A》）上在线发表。  二维有机无机杂化钙钛矿是一种新型的半导体材料，因其独特的可调节光电性能和优异的稳定性引起了学界的重视，在光电器件中有着重要的应用前景。异价掺杂是调节半导体材料性质的经典手段，在传统半导体领域中有着广泛的应用。林柏霖课题组通过Bi3+离子掺杂，首次发展出一系列不同层数的异价掺杂二维有机无机杂化钙钛矿。作者发现Bi3+的异价掺杂可以灵活地调节二维钙钛矿的发光能力和荧光寿命，诱导产生近红外荧光，同时进一步结合DFT计算发现了不同层数的二维钙钛矿之间掺杂位点的异同以及近红外发光的原理。研究人员还发现，Bi3+掺杂对于二维钙钛矿材料的环境稳定性和光学稳定性具有...

近日，我校物质学院米启兮课题组的两位本科生——2015级吴子颜和2014级张琪琪（已毕业）作为共同第一作者，在国际知名学术期刊《材料化学》（Chemistry of Materials）上在线发表了题为“Stabilizing the CsSnCl3 Perovskite Lattice by B-Site Substitution for Enhanced Light Emission”的科研成果。该论文分析了CsSnCl3（氯化锡铯）结构不稳定的原因，并在理论指导下发现：将部分锡离子用特定比例的锰或铟离子取代后，CsSnCl3能够形成均一且稳定的钙钛矿晶体结构，具有钙钛矿半导体材料的优良光电性质，在电致发光器件领域具有应用前景。此成果填补了关于CsSnCl3材料的研究空白，被《材料化学》审稿人评价为“具有挑战性的工作”。两名本科生能够取得此项研究成果，得益于上海科技大学“科教融合”的人才培养理念和书院导师组制度，以及为本科生的科研实践和毕业论文提供的优越科研条件。张琪琪进入导师米启兮的实验室后开始了新的研究课题，迅速明...

  近日，国际通信大会(IEEE International Conference on Communications)在上海召开。本次会议主题为“Empowering Intelligent Communications”，旨在为网络通信智能化的国际最前沿创新和研究成果提供分享与展示的平台，并作为下一代网络通信系统发展的风向标。作为美国电子与电气工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）通信学会的两大旗舰会议之一，今年的国际通信大会吸引了来自世界各地约2900位的顶尖科学家、研究人员和行业从业者，覆盖了5G通信、物联网、雾与边缘计算、网络智能化以及智能电网等多个方向。  在此次会议上，我校信息学院邵子瑜教授课题组多名成员受邀参会并展示了最新研究成果。2016级博士研究生黄曦在“大数据专题（SAC-i3: Big Data）”研讨会上以交互式展示的形式分享了题为《MIPS: Instance Placement for Stream Processing Systems based on Monte Carlo Tree Search》...

  我校信息学院后摩尔时代器件与集成系统中心王成教授课题组提出了一种新机制的调Q半导体激光器。该调Q激光器不需要插入任何饱和吸收体，在连续电泵浦条件下即可实现周期性脉冲输出。近日，该成果以“Intensity Noise and Pulse Oscillations of an InAs/GaAs Quantum Dot Laser on Germanium”为题在IEEE光学学会顶级期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》上发表。  半导体激光器在连续电泵浦的条件下通常实现连续激光输出。为实现激光脉冲输出，需要插入饱和吸收体实现调Q（品质因子）或锁模。王成课题组提出使用特殊的锗基量子点激光器，不使用任何饱和吸收体在连续电泵浦条件下即可实现周期性脉冲输出。通过改变量子点激光器的偏置电流，实现了高质量的单周期和双周期脉冲激光输出（见图一），在非线性动力学领域和微波光子学领域有重要的科学和应用价值。锗基量子点激光器的特点是有源层中的量子点非均匀加...