近年來，中國科研迅速崛起，高質(zhì)量的科研成果層出不窮，捷報頻頻。為更有效地支持國內(nèi)科研及應(yīng)用發(fā)展，Quantum Design中國經(jīng)過數(shù)十年打造了QD中國北京樣機(jī)實驗室，旨在為中國科學(xué)家提供包括LVEM5 小型臺式透射電子顯微鏡、 Microwriter小型多功能激光直寫光刻系統(tǒng)、mIRage非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)、neaSNOM 高分辨散射式近場光學(xué)顯微鏡等樣機(jī)。近日， QD中國北京實驗室的neaSNOM和nano-FTIR的樣機(jī)也迎來了兩篇與客戶合作的新論文正式上線。

    2020年6月，《Nature Communications》雜志發(fā)表了澳大亞蒙納士大學(xué)（Monash University）鮑橋梁教授及合作者題為“Chemical switching of low-loss phonon polaritons in α-MoO₃ by hydrogen intercalation”的研究論文。文章致謝部分，作者對Quantum Design China北京實驗室提供的nea-SNOM測試支持意表示了感謝。論文作者之歐清東博士對neaSNOM樣機(jī)的使用給予了高度的肯定和評價。

圖：文章共同作歐清東博士（右）在QD中國北京樣機(jī)實驗室

    同時，2020年1月，美國化學(xué)會《ACS Applied Materials & Interfaces》雜志也上線了清華大學(xué)雒建斌院士和解國新副教授研究組題為“Super-Slippery Degraded Black Phosphorus/Silicon Dioxide Interface”的研究論文。文章致謝部分，作者對Quantum Design China北京實驗室李勇君博士對于nano-FTIR測試提供的幫助表示了感謝。同時作者對nano-FTIR樣機(jī)的使用前景給予了良好的評價。

 圖二：文章作者武帥博士（右）在QD中國北京樣機(jī)實驗室

    Quantum Design中國對客戶的信任與認(rèn)可表示誠摯的感謝，能夠為中國的科研貢獻(xiàn)份力量，是我們的榮幸，我們也將繼續(xù)秉承 “For Scientist, By Scientist”的理念，助力中國科技蓬勃發(fā)展，與中國科研工作者“合作共贏”。 QD中國北京樣機(jī)實驗室與客戶的合作文章將紛至沓來，敬請期待！

文章內(nèi)容簡介：1.  Chemical switching of low-loss phonon polaritons in α-MoO₃ by hydrogen intercalation

    近幾年，天然范德瓦爾斯材料體系中的聲子化激元，展現(xiàn)出異的納米光學(xué)性，引起了科研工作者的廣泛關(guān)注與研究。相較于諸如石墨烯的等離激元，聲子激元材料通常具有很大的帶隙，電學(xué)柵壓調(diào)控對聲子激元并不適用。因此，如何有效的操控這些新穎的聲子激元是目前面臨的大挑戰(zhàn)。

    該研究報道了種化學(xué)法調(diào)控聲子激元的策略^[1]，通過直接修飾激元材料（a-MoO₃）本身，實現(xiàn)聲子激元的開關(guān)與轉(zhuǎn)換。實驗所采用的氫原子插層技術(shù)具有非易失并可恢復(fù)的點，讓我們能夠在實現(xiàn)可逆開關(guān)聲子激元的同時，維持其較長的激元壽命。通過精確控制離子插層參數(shù)，作者用高空間分辨率的neaSNOM對不同插層階段的樣品進(jìn)行測試。所得到的近場圖像顯示出具有定空間取向的中間態(tài)氫化納米結(jié)構(gòu)充當(dāng)了面內(nèi)納米天線，可以有效地激發(fā)與反射聲子激元。為了進(jìn)步驗證化學(xué)開關(guān)聲子激元的實用性，研究者借助納米光刻技術(shù)在a-MoO₃薄層表面設(shè)計并制備出多種不同的局域化圖案，并在氫化與脫氫作用后，有效實現(xiàn)了具有空間選擇性的聲子激元可逆控制。這發(fā)現(xiàn)為今后制備具有不同構(gòu)型的面內(nèi)異質(zhì)結(jié)和批量實現(xiàn)聲子激元共振增強(qiáng)的陣列提供了種可行性方案。總之，該研究所提出的插層策略拓展出條連接納米光子學(xué)，可重構(gòu)的超表面以及范德瓦爾斯光學(xué)材料的有效途徑。

 文章內(nèi)容簡介 2.  Super-Slippery Degraded Black Phosphorus/Silicon Dioxide Interface

    在微電子器件的制備中，二維材料常被轉(zhuǎn)移到二氧化硅（SiO₂）/硅（Si）基底上進(jìn)行組裝和加工。黑磷（BP）具有良好的電學(xué)與光電性，是種新型的具有二維層狀結(jié)構(gòu)的直接帶隙半導(dǎo)體材料，但在大氣環(huán)境中容易與氧和水結(jié)合發(fā)生降解。清華大學(xué)的研究者在用AFM探針對BP納米片進(jìn)行納米操縱的過程中發(fā)現(xiàn)，降解的BP薄片可在SiO₂/Si基底上發(fā)生滑動，測得其界面剪切強(qiáng)度（ISS）低至0.029±0.004 MPa，與石墨的層間剪切強(qiáng)度值相當(dāng)。值得注意的是，在BP片發(fā)生滑動后，基底上有明顯的殘余物，可見 BP/SiO₂的界面并非單純的固-固接觸界面^[2]。

    為了研究界面結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成，研究者采用基于原子力顯微鏡（AFM）的納米傅里葉紅外光譜技術(shù)（nano-FTIR），通過具有Pt-Ir涂層的AFM針尖在納米尺度進(jìn)行近場探測BP表面和界面殘余物化學(xué)基團(tuán)的分子振動信息，在900—1100 cm^-1的激光波長范圍內(nèi)獲得了nano-FTIR光譜分析，同時記錄了與樣品紅外吸收相關(guān)的nano-FTIR吸收光譜。測試數(shù)據(jù)表明：退化的BP表面和界面殘余物均出現(xiàn)1050cm^-1的P-OH征峰，P-OH的不對稱拉伸振動峰（924 cm^-1）和彎曲振動峰（940 cm^-1），以及和H₂O發(fā)生耦合的峰（1080 cm^-1）；另外，位于930-1000 cm^-1的復(fù)合峰可歸為P-O鍵的振動模式，包括P-O-P，P-O，PO₄^3-和P=O基團(tuán)，1008 cm^-1處的峰值對應(yīng)于H₃PO₄典型的對稱拉伸振動，而1045 cm^-1和1062-1066 cm^-1處的吸收峰來源于PO₄^3-基團(tuán)；同時，在基底表面還存在Si-OH鍵的振動峰（位于939 cm^-1和970 cm^-1）。該結(jié)果表明，轉(zhuǎn)移在SiO₂表面的BP在降解的過程不僅形成了表面吸附水層，界面包含大量的P-OH、P=O等親水基團(tuán)和H₂O分子，同時誘導(dǎo)SiO₂表面Si-OH基團(tuán)的形成。界面P-OH和Si-OH等親水基團(tuán)促進(jìn)可移動水層的插入，影響界面水分子的擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)。

論文原文參考：

[1] Yingjie Wu, Qingdong Ou, Yuefeng Yin, Yun Li, Weiliang Ma, Wenzhi Yu, Guanyu Liu,Xiaoqiang Cui, Xiaozhi Bao, Jiahua Duan, Gonzalo Álvarez-Pérez, Zhigao Dai, Babar Shabbir,Nikhil Medhekar, Xiangping Li, Chang-Ming Li , Pablo Alonso-González & Qiaoliang Bao，Chemical switching of low-loss phonon polaritons in α-MoO3 by hydrogen intercalation，Nature Communications，2020, 11,2646

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16459-3.

[2] Shuai Wu, Feng He, Guoxin Xie, Zhengliang Bian, Yilong Ren, Xinyuan Liu, Haijun Yang, Dan Guo,Lin Zhang, Shizhu Wen, and Jianbin Luo， Super-Slippery Degraded Black Phosphorus/Silicon Dioxide Interface，ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 7717−7726 https://doi.org/10.1021/acsami.9b19570.