靈敏度極高的磁性納米傳感器

本期封面所示為NMR可讀納米傳感器，其中每個都由夾有一種可膨脹水凝膠的磁盤組成。在生命科學領域非常成功的熒光和表面等離子激元探針在光不能穿透的地方(如在穿過很多生物組織時)性能很差。Gary Zabow 等人研制出了另類生物可相容探針，它們可充當與基于光的熒光和表面等離子激元傳感器相似的射頻傳感器。這些傳感器是磁性納米組件，檢測限可以達到飛摩水平，并且能夠響應于刺激(如它們局部環境中pH值的變化)迅速改變形狀。形狀變化會轉換成NMR譜的移位，其潛在靈敏度要比傳統磁共振譜大一百萬倍。封面圖片：G Zabow

石墨烯中的可調拓撲量子相

雙層石墨烯提供了一個有趣的平臺，通過這個平臺可以觀察不同于單層石墨烯中的新穎電子效應，因為雙層石墨烯有一個可以通過電場調節的能帶隙。而且，其“域邊界”(domain boundaries)上據預測還存在“拓撲谷”(topological valley)極化模式。在這項研究中，Feng Wang及同事利用近場光學成像和低溫輸運測量發現，這樣的模式的確存在于有能帶隙的雙層石墨烯中。這一發現為研究雙層石墨烯中可以通過電場調節的拓撲態提供了可能性。

晶圓尺度的半導體薄膜

半導體過渡金屬二硫族化物(TMDs)單層材料(只有三個原子那么厚)是有望用于下一代納米電子和光電子系統的材料。在這項研究中，Jiwoong Park及同事描述了通過向絕緣的二氧化硅晶圓上進行化學氣相沉積來制造TMD單層材料的一個新方法，它可以生成具有均勻性質的晶圓尺度的大面積材料。這樣獲得的材料在室溫下具有高電子遷移率，而且它在整個四英寸范圍內都是高度恒定的。通過該方法能以99%的器件產率制造場效應晶體管。這項工作顯示了用TMD單層材料以晶圓尺度批量制造高性能器件的實用性。