贝意克奖学金申请人张姝科研成果发表于《Nature》
近日,国际顶尖学术期刊《Nature》发表了题为 《Probing picometre-scale interlayer deformations via hyperbolic polaritons》 的研究论文。该研究聚焦范德华异质结材料中皮米尺度层间形变的无损检测,提出了一种基于双曲声子极化激元的皮米级纳米力学无损检测方法,实现了约10皮米(pm)的原子位移检测灵敏度,并进一步实现了对复杂纳米异质结构埋藏界面局域形变的探测。
该论文作者之一张姝目前就读于香港大学,论文发表时所在课题组为中国科学院大学戴庆老师课题组。2026年8月,张姝以该项科研成果申请贝意克奖学金。
值得关注的是,在该项研究的实验过程中,科研团队采用了贝意克设备技术有限公司(BEQ Equipment Technology Co.)MF-1200C马弗炉,用于制备碲填充氮化硼纳米管(Te-filled BNNTs)样品。论文Methods部分明确记录了该设备型号及制造商,并用于相关样品的高温退火过程。
聚焦皮米尺度形变,探索二维材料界面物理
在范德华异质结材料与器件中,应变工程是调控材料电学、光学和磁学性质的重要手段。然而,埋藏于材料界面深处的面外皮米级微小形变,长期以来难以实现无损、定量检测。
此次发表于《Nature》的研究正是围绕这一国际性难题展开。

研究团队利用六方氮化硼(hBN)中的面外双曲声子极化激元(oHPs),将传统光谱技术中难以直接观测的面外横向光学声子(oTO)模式转化为可探测的光学响应,从而实现对层间微小形变的高灵敏度检测。
研究发现,hBN层间发生压缩时,oTO声子频率会产生明显变化,并进一步引起双曲声子极化激元共振频率移动。通过理论计算与实验测量,研究团队建立了极化激元频移与层间形变之间的定量关系,最终实现了约10±0.71pm的检测极限。
这一结果为研究二维材料及范德华异质结构中的微观界面力学行为提供了新的技术手段,也为进一步探索材料界面应力、应变与器件性能之间的关系提供了新的研究路径。
从平面hBN到埋藏界面,实现局域形变探测

为了进一步验证该方法在复杂纳米结构中的探测能力,研究团队将其应用于碲量子点—氮化硼纳米管(Te-QDs/BNNT)异质结构。
在这一体系中,碲量子点形成于氮化硼纳米管内部,并对纳米管壁产生局域作用,从而形成局域的层间压缩形变。研究团队利用双曲声子极化激元对这种局域形变进行探测,在碲量子点附近观察到了明显的极化激元频率红移。
实验结果显示,Te-QDs引起的局域层间压缩能够产生约20cm⁻¹的oHPs频移。进一步针对多个不同结构的Te-QDs/BNNT异质结构开展实验,也观察到了稳定的频移响应。
研究最终表明,该方法不仅能够探测平面hBN中的皮米级层间形变,还能够对复杂纳米结构中埋藏的局域界面形变进行高灵敏度探测,为范德华异质结构中的界面应力与应变研究提供了新的实验手段。
贝意克MF-1200C参与关键纳米异质结样品制备
在上述研究中,Te-filled BNNTs是开展埋藏界面形变探测实验的重要样品。
根据论文Methods部分,研究人员首先对氮化硼纳米管进行预处理,随后将碲粉与开口氮化硼纳米管在真空条件下密封,并进行高温退火,最终获得用于后续结构及光谱表征的Te-filled BNNTs样品。
论文明确记录了相关实验设备:
MF-1200C,BEQ Equipment Technology Co.
相关样品在约520℃条件下进行3天高温退火。
在2026年8月提交的贝意克奖学金申报材料中,张姝也介绍了这一科研工作的实验思路。她表示,为构建具有理想埋底应变界面的测试样品,探索并建立了基于马弗炉的物理气相输运(PVT)方法,利用马弗炉精确控制高温退火程序,将单质碲熔融/蒸发并封装于氮化硼纳米管内腔中,形成复合纳米异质结,为后续界面形变研究提供测试样品。
从材料制备到微观界面探测,稳定、可靠的实验设备为前沿科研工作的开展提供了重要基础。
贝意克奖学金,关注青年科研创新
作为贝意克奖学金申请人的科研成果,这项发表于《Nature》的研究体现了青年科研人员在低维材料与界面物理领域的持续探索。
张姝目前从事低维材料的高质量生长与界面物理研究,具备化学气相沉积(CVD)等实验研究经验,并围绕石墨烯、单层/少层WSe₂等低维单晶材料的晶体生长、生长机理调控及转移组装开展研究。
此次研究进一步将研究范围拓展至范德华材料埋藏界面的皮米级形变探测。根据其贝意克奖学金申报材料,该研究实现了约10 pm的原子位移检测灵敏度,并进一步在Te-QD/BNNT异质结构埋底界面中实现局域微观应变场的探测。
对于贝意克而言,科研设备不仅是实验室中的工具,更是科研人员探索未知、验证新方法的重要基础。
此次贝意克MF-1200C马弗炉应用于《Nature》论文相关实验,是贝意克设备服务前沿纳米材料研究的一个实际案例。与此同时,贝意克奖学金也希望通过关注青年科研人才及其科研实践,为更多具有创新精神的科研工作者提供支持。
未来,贝意克将继续关注新材料领域的科研需求,持续提升实验装备的技术能力与应用水平,并以贝意克奖学金为纽带,关注青年科研人才成长,与科研工作者共同探索材料科学发展的更多可能。
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