盤點|2019年中國學者在CNS發表30篇文章近半獨立完成！

　　2019年即將結束，中國學者總共在Cell，Nature及Science發表了180項研究成果，其中生命科學領域有105篇，材料學有30篇，化學有12篇，地球科學有15篇，物理學有18篇。我們盤點一下材料學：

　　按雜志來劃分：Cell 發表了0篇，Nature 發表了11篇，Science 發表了19篇；

　　按是否有合作單位劃分：有12篇文章由獨立的一個通訊單位完成，18篇是多單位共同通訊完成的，其中有17篇是中外多單位共同通訊完成的，1篇是國內多單位共同通訊完成；

　　按單位來劃分（文章數目大于3）：西安交通大學5篇，復旦大學5篇，中國科學院5篇，深圳大學3篇；

　　按通訊作者來分（大于1篇CNS)：饒峰及高鴻鈞都是2篇；

　　截至2019年12月13日，在材料學領域中國學者發表了30篇CNS文章，具體的單位列表如下：

　　文章列表如下（紅色的為第一單位的通訊作者）：

　　所有文章解析列表

　　【1】馬約拉納費米子是由物理學家埃托雷·馬約拉納（Ettore Majorana）預言的一種基本粒子，其具有電中性且反粒子是自身。在凝聚態物理的材料體系中，被拓撲缺陷上束縛的馬約拉納準粒子，其產生湮滅算符滿足自共軛關系，通常呈現出零能電導信號，被稱為馬約拉納零能模。理論證明，馬約拉納零能模滿足非阿貝爾任意子統計規律，是實現容錯拓撲量子計算的主要路徑之一。2019年12月11日，中科院物理所張余洋、丁洪及高鴻鈞共同通訊在Science 在線發表題為“Nearly quantized conductance plateau of vortex zero mode in an iron-based superconductor”的研究論文，該研究利用STM/S技術，觀測到了磁通渦旋中馬約拉納零能模的近量子化電導平臺特征，給出了鐵基超導體中存在馬約拉納零能模的關鍵性實驗證據，為研究馬約拉納零能模和推動未來拓撲量子計算起到了重要的推動作用。

　　【2】2019年1月9日，浙江大學陳紅勝，新加坡南洋理工大學張柏樂及Gao Zheng共同通訊在Nature在線發表題為“Realization of a three-dimensional photonic topological insulator”的研究論文，該論文實驗證明了一種具有極寬（超過25％帶寬）3D拓撲帶隙的3D光子拓撲絕緣體。該工作將3D拓撲絕緣體系列從費米子擴展到玻色子，并為三維幾何中的拓撲光子腔，電路和激光器的應用鋪平了道路；

　　【3】2019年1月11日，伯明翰大學，深圳大學及賓西法尼亞州立大學的研究人員合作，在Science發表題為“Observation of chiral zero mode in inhomogeneous three-dimensional Weyl metamaterials”的研究論文，該研究研究人員設計了一種非均勻的Weyl超材料，在該材料中，通過對單個單元的工程，為Weyl節點產生一個規范場。

　　【4】2019年2月15日，加利福尼亞大學洛杉磯分校Duan XiangFeng，黃昱及哈爾濱工業大學李惠共同通訊在Science上聯合發表了題為“Double-negative-indexceramic aerogels for thermalsuperinsulation”的文章，該研究使用了三維石墨烯結構模板化陶瓷氣凝膠，從而生產出機械穩定性極強的超絕緣材料；

　　【5】2019年2月27日，中國科學院物理研究所方辰，翁紅明共同通訊在Nature發表題為“Catalogue of topological electronic materials”的研究論文，該論文介紹了一種有效，高效和全自動的算法，可以診斷大部分非磁性材料中的非平凡帶拓撲；

　　【6】2019年2月27日，南京大學萬賢綱在Nature在線發表題為”Comprehensive search for topological materials using symmetry indicators“的研究論文，該論文將對稱指示器的方法應用于所有230個可能空間群中的所有合適的非磁性化合物。這些候選材料開辟了在下一代電子設備中使用拓撲材料的可能性；

　　【7】2019年3月15日，南昌大學/東南大學熊仁根團隊在Science在線發表題為“A molecular perovskite solid solution with piezoelectricity stronger than lead zirconate titanate”的研究論文，該研究從分子鈣鈦礦（TMFM）x（TMCM）1-xCdCl3固溶體（TMFM，三甲基氟甲基銨； TMCM，三甲基氯甲基銨，0≤x≤1）合成壓電材料，其中MPB存在于單斜相和六方相之間。 該材料具有可穿戴壓電器件的潛在應用。

　　【8】2019年3月27日，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心李昺作為通訊在Nature 在線發表題為”Colossal barocaloric effects in plastic crystals“的研究論文，該論文報告了一類稱為塑料晶體的無序固體中的巨大熱量效應（CBCE）（熱量效應是壓力誘導的相變的冷卻效應）。該研究確立了CBCE在塑料晶體中的微觀機制，為下一代固態制冷技術鋪平了道路；

　　【9】2019年6月14號，武漢大學袁荃和UCLA段鑲鋒共同通訊在Science發表題為“Large-area graphene-nanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration”的研究論文，合作開發了一種大面積石墨烯-納米網/單壁碳納米管（GNM/SWNT）雜化膜；

　　【10】2019年6月5日，南京大學王鵬，聶越峰及Pan Xiaoqing共同通訊在Nature在線發表題為“Freestanding crystalline oxide perovskites down to the monolayer limit”的研究論文，該研究合成了高質量的獨立鈣鈦礦氧化物，例如像單個晶胞一樣薄的SrTiO3（STO）和BiFeO3（BFO）薄膜，可以轉移到任何所需的基底上，例如硅晶片和多孔碳；

　　【11】2019年5月22日，北京大學物理學院劉開輝研究員、俞大鵬院士、王恩哥院士與合作者在Nature 在線發表題為“Epitaxial growth of a 100-square-centimetre single-crystalhexagonal boron nitride monolayer on copper”的研究論文，在國際上首次報道利用中心反演對稱性破缺的單晶銅襯底實現分米級二維單晶六方氮化硼的外延制備。該生長機制具有普適性，可推廣到其它二維材料大面積單晶的制備；

　　【12】2019年5月17日，復旦大學Wu Ruqian及加州大學歐文分校W.Ho共同通訊在Science在線發表題為“Probing and imaging spin interactions with a magnetic single-molecule sensor”的研究論文，該研究結果為基于磁性單分子傳感器的新納米級成像能力鋪平了道路；

　　【13】中科院物理所柳延輝研究團隊等人在Nature發表了題為“High-temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods”的研究論文，該研究報道了銥/鎳/鉭金屬玻璃(和其他含硼金屬玻璃)的設計，其玻璃轉變溫度高達1，162開爾文，過冷液體區為136開爾文，比大多數現有金屬玻璃的寬；該研究為高強度、高溫、大塊的其他具有高性能的玻璃合金的研究提供了理論的可能和方法的支持；

　　【14】2019年4月19日，西安交通大學李飛（西安交通大學為第一單位）及 美國賓夕法尼亞州立大學張樹君共同通訊在Science 在線發表題為“Giant piezoelectricity of Sm-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 single crystals”的研究論文，該研究成功地生長了Sm摻雜的Pb（Mg1 / 3Nb2 / 3）O3-PbTiO3（Sm-PMN-PT）單晶，其d33值甚至更高，范圍為每牛頓3400至4100pC N-1，具有良好的性能均勻性，這些晶體是各種傳感應用的理想選擇，可以通過消除浪費來降低成本。因此，稀土摻雜被認為是引入局部結構異質性以增強弛豫鐵電晶體的壓電性的一般策略；

　　【15】2019年7月5日，西安交通大學單智偉、澳大利亞莫納什大學聶建峰和美國內華達大學李斌共同通訊在Science 在線發表題為“Large plasticity in magnesium mediated by pyramidal dislocations”的研究論文，該研究發現塑性差并不是鎂的固有屬性，通過提高流變應力（來促進位錯形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法；

　　【16】斯坦福大學的物理學家David Goldhaber-Gordon和加州大學伯克利分校的物理學家Wang Feng 和復旦大學Zhang Yuanbo團隊在更容易獲得的三層石墨烯片中發現了超導電性的跡象，相比于雙層石墨烯超導，三層石墨烯不必發生扭曲，每層原子晶格的上層和下層對齊，這在生產多層石墨烯時自然而然的形成這樣的結構。借助三層石墨烯，有望幫助研究人員更快了解銅氧化物中的超導性。相關研究以“Signatures of tunable superconductivity in a trilayer graphene moiré superlattice”為題發表在《Nature》上。

　　【17】2019年7月31號，復旦大學吳施偉團隊與華盛頓大學許曉棟團隊合作在Nature在線發表了題為“Giant nonreciprocal second-harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI3”的研究論文，該研究報告了在雙層CrI 3中出現的非互易二階非線性光學效應，證明SHG是一種高度敏感的精細磁序探針，為二維磁體在非線性和非互易光學器件中的應用開辟了可能性；

　　【18】2019年8月9日，上海交通大學環境科學與工程學院趙一新聯合多個機構團隊在Science 在線發表題為“Thermodynamically stabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells with efficiencies >18%”的研究論文，該研究從HPbI3和CsI合成了CsPbI3的正交β相。 該材料表現出更高的穩定性和更有利的帶隙，這使得PCE為15％。 用碘化膽堿鈍化表面捕獲狀態將PCE提高至18％；

　　【19】2019年8月9日，清華大學林元華及南策文共同通訊在Science 在線發表題為“Ultrahigh–energy density lead-free dielectric films via polymorphic nanodomain design”的研究論文，該研究在BiFeO3-BaTiO3-SrTiO3固溶體中引入了特定類型的納米結構域結構，顯著提高了能量密度。 實現了每立方厘米112焦耳的高能量密度，具有~80％的高能量效率。 這種方法應該適用于設計高性能電介質和其他受益于納米級域結構操作的功能材料；

　　【20】2019年8月16日，上海交通大學的韓禮元、楊旭東共同通訊在Science 在線發表題為“Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors”的研究論文，該研究通過在軟鈣鈦礦薄膜表面形成強化學鍵來穩定鈣鈦礦異質結構，該方法可以在很大程度上阻止鈣鈦礦組分的損失，從而減少對有機空穴輸運層的損傷。總而言之，該研究提出了一種構建穩固的鈣鈦礦半導體異質結的新策略，為鈣鈦礦電池提高穩定性，早日實現商業化起到了重要推動作用；

　　【21】2019年8月22日，深圳大學與西安交通大學科研工作又傳喜訊。深圳大學材料學院饒峰特聘教授與美國約翰霍普金斯大學馬恩教授、西安交通大學張偉教授合作，在面向高精度神經元計算應用的相變存儲材料與器件研究方面取得重要進展。該成果以Phase-change heterostructure enables ultralow noise and drift for memory operation（超低噪聲與漂移的相變異質結存儲器）為題于2019年8月22日由Science 雜志以First Release形式發布。饒峰教授為本論文共同通訊作者，團隊成員丁科元博士后為第一作者，深圳大學材料學院為本論文第一單位；

　　【22】2019年9月6日，中國科學院物理研究所杜世萱與高鴻鈞共同通訊在Science發表題為“Atomically precise, custom-design origami graphene nanostructures”得研究論文，該研究工作在國際上首次實現了原子級精準控制、按需定制的石墨烯折疊，這是目前世界上最小尺寸的石墨烯折疊。該研究工作對構筑量子材料和量子器件（機器）具有重要的科學與技術上的意義；

　　【23】2019年9月20日，上海科技大學陳宇林團隊在Science 在線發表題為"Magnetic Weyl semimetal phase in a Kagomé crystal"的研究論文，該研究使用角度分辨光發射光譜，發現鐵磁晶體Co3Sn2S2的電子結構，并發現了其特征表面費米弧和整個Weyl點的線性體帶色散。這些結果將Co3Sn2S2確立為磁性Weyl半金屬，可以用作實現諸如手性磁效應，異常大的異常霍爾效應和量子異常霍爾效應等現象的平臺；

　　【24】2019年9月27日，北京航空航天大學趙立東課題組在Science 在線發表題為"High thermoelectric performance in low-cost SnS0.91Se0.09 crystals"的研究論文，該研究發現并利用硫化錫（SnS）的多個能帶隨著溫度的演變規律，通過引入Se優化調控了有效質量和遷移率的矛盾，在儲量豐富、成本低廉、環境友好的SnS晶體材料中實現了高的熱電性能 ；

　　【25】2019年10月9日，浙江大學電子顯微鏡中心余倩，喬治亞理工Ting Zhu、加州大學伯克利分校Robert Ritchie共同通訊在Nature在線發表題為"Tuning element distribution, structure and properties by composition in high-entropy alloys"的研究論文，該研究使用原子分辨率化學映射來揭示廣泛研究的面心立方CrMnFeCoNi Cantor合金和新面心立方合金CrFeCoNiPd的元素分布；

　　【26】2019年10月11日，深圳大學材料學院饒峰，美國約翰霍普金斯大學馬恩、西安交通大學張偉共同通訊在Science 在線發表題為“Phase-change heterostructure enables ultralow noise and drift for memory operation”的研究論文，該研究在面向高精度神經元計算應用的相變存儲材料與器件研究方面取得重要進展；

　　【27】2019年10月11日，南開大學劉遵峰及達拉斯大學理查森分校Ray H. Baughman共同通訊在Science 在線發表題為“Torsional refrigeration by twisted, coiled, and supercoiled fibers”的研究論文，該研究發現改變纖維內部的捻度可以實現降溫，制冷效率更高、體積更小，且適用于天然橡膠、釣魚線和鎳鈦合金等多種普通材料。該研究發現的這種新型制冷技術，為制冷領域擴充了一個新的板塊，將為降低制冷領域能源損耗提供一種新的途徑；

　　【28】2019年10月25日，西安交通大學劉明，周子堯及丁向東共同通訊在Science在線發表題為“Super-elastic ferroelectric single-crystal membrane with continuous electric dipole rotation”的研究論文，該研究合成了無損傷提離工藝的獨立式單晶鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）膜。BaTiO3膜在原位彎曲測試過程中可能會發生?180°折疊，這表明它具有超彈性和超柔韌性。 柔性的鐵電體膜可以作為一個可行的平臺，用于探索應變觸發的相關現象，例如在未來的研究中功能增強，鐵電體域工程和相變。超柔性外延鐵電膜可以實現許多應用，例如柔性傳感器，存儲器和電子皮膚。

　　【29】2019年10月30日，復旦大學馬立國，張遠波及中國科學技術大學陳仙輝共同通訊在Nature 在線發表題為"High-temperature superconductivity in monolayer Bi2Sr2CaCu2O8+δ"的研究論文，該研究開發一種制造工藝，該工藝可獲得高溫超導體Bi2Sr2CaCu2O8 +δ的單層晶體。因此，單層Bi-2212顯示了高溫超導的所有基本物理原理。該結果建立了單層氧化銅作為研究二維高溫超導性和其他強相關現象的平臺；

　　【30】2019年11月22日，復旦大學高春雷及吳施偉共同通訊在Science 在線發表題為“Direct observation of van der Waals stacking dependent interlayer magnetism”的研究論文，該研究創造性地運用了原位化合物分子束外延生長技術和自旋極化掃描隧道顯微鏡結合的實驗手段，在原子級層面徹底厘清了雙層二維磁性半導體溴化鉻（CrBr3）的層間堆疊和磁耦合間的關聯，為二維磁性的調控指出了新的維度。