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《自然》《科学》一周（7.24-7.30）材料科学前沿要闻

新材料在线 · 公众号 · · 2017-07-31 08:40

正文

1. 功能性无机纳米材料的直接光刻

（Direct optical lithography of functional inorganic nanomaterials）

光刻是重要的制造工艺，其利用了光致抗蚀剂（通常是聚合物制剂）会在用紫外线照射时改变溶解度来实现。Wang 等人报导了一种无需光致抗蚀剂，对功能性无机纳米材料直接光刻的通用化学方法。用来刻蚀材料可以是金属、半导体、氧化物、磁性或稀土混合物。图形层中不存在有机杂质，这有助于获得良好的电子和光学性能。光学刻蚀层的导电性、载流子迁移率、电介质和发光性能与现有技术的溶液处理材料的性质相一致。使用与有机光致抗蚀剂相当的曝光剂量将全无机层直接图案化的能力，为薄膜器件的制造提供了替代途径。（Science DOI: 10.1126/science.aan2958）

2.α-MoC 上的原子层状 Au 簇作为低温水煤气变换反应的催化剂

（Atomic-layered Au clusters on α-MoC as catalysts for the low-temperature water-gas shift reaction）

水煤气变换（WGS）反应（一氧化碳加水产生氢气和二氧化碳）是各种能源相关的化学操作中产生氢气和去除一氧化碳的必要过程。这种平衡限制反应在低工作温度下效果比较好。此外燃料电池中的潜在应用还需要 WGS 催化剂具有高活性、稳定性和能效性，并且与现场氢气生成和能耗单元的工作温度相匹配。Yao 等人在碳化钼（α-MoC）基体上合成了层状金（Au）团簇，从而产生用于超低温 WGS 反应的界面催化剂体系。水以 303 开尔文在α-MoC 上活化，而在邻近 Au 位上吸附的一氧化碳易于与由水分解形成的表面羟基发生反应，从而导致低温下 WGS 的高活性。（Science DOI: 10.1126/science.aah4321）

3. FeH5 的合成

（ Synthesis of FeH5: A layered structure with atomic hydrogen slabs ）

高压促进了具有非常高的氢-金属比率的聚氢化物的形成。这些聚氢化物具有复杂的氢亚晶格。Pépin 等人在激光加热的金刚石砧座中在 130 吉帕斯卡下通过铁和 H2 之间的直接反应合成了五价铁（FeH5）。FeH5 表现出仅由原子氢构成的结构。它由类立方体 FeH3 单元的插层和很薄的原子氢四平面板组成。价电子密度的分布表示氢和铁原子之间的键合，但氢原子之间不存在，表现出二维金属的特性。FeH5 的发现提出了一种低压途径制造趋近体密集原子氢材料的方法。（Science DOI: 10.1126/science.aan0961）

4. 纳米晶铜膜是不平坦的

（Nanocrystalline copper films are never flat ）

Zhang 等人使用扫描隧道显微镜对近平面铜纳米晶（111）膜表面的低角度晶界进行了研究。晶界在膜表面的出现和存在，造成了由解离的边缘位错组成的谷和部分位错重组形成的脊。几何分析和仿真表明，谷和脊的产生是由晶界能量减少驱动的面外晶粒旋转造成的。这些结果表明，一般来说，铜和其它表现出小堆垛层错能的金属，以及（或）具有大的弹性各向异性的金属是不可能形成扁平二维纳米晶膜的，因为这将在位错线上的能量中引起大的各向异性。（Science DOI: 10.1126/science.aan4797）