近日，國家電磁輻射控制材料工程技術研究中心彭波教授在磁場調控二維材料、鐵磁二維材料光學特性及電子自旋方面取得突破性研究成果，在Nano Letters、ACS Nano、Science China Materials上連續發表4篇1區高水平研究論文，其中2篇為封面論文。

圖1ACS Nano和Sci。 China Mater。封面論文

以封面論文發表於《ACS Nano》上的研究成果題為“Enhanced valley Zeeman splitting in Fe-doped monolayer MoS2”（見圖1左）。該工作突破磁性金屬原子摻雜二維材料的重大難題，成功實現了磁性金屬原子Fe原位取代Mo原子，製備了Fe摻雜MoS2二維材料；揭示了單層二維材料體系中不同原子之間存在的“局域磁矩海森堡交換作用”，揭示了g因子增加的物理機制；解決了本徵二維材料因朗德因子小而無法實現高溫高效谷自旋調控的難題，實現谷塞曼劈裂增強效應和谷自旋室溫調控。

以封面論文發表於《Science China Materials》上的研究成果題為“Layer dependence of stacking order in nonencapsulated few-layer CrI3”（見圖1右）。該工作基於晶體結構與拉曼張量的一一對應關係，深入研究了CrI3的拉曼特徵；詳細研究了2-5層及塊體CrI3的特徵峰與層數、偏振、旋光和溫度之間的依賴關係；揭示了2-5層及塊體CrI3在低溫下為菱方堆疊結構（10 K），明確了CrI3低溫晶體結構。

圖2左：單層MoS2缺陷態谷自旋自由度。右：磁場啟用CsPbBr3中暗態激子，隨磁場增加暗態激子熒光強度增加。

發表於《Nano Letters》上題為“Spin-valley locking effect in defect states of monolayer MoS2”的論文，首次在實驗上證實了缺陷態的谷贗自旋特性，藉助外磁場對其進行操控，觀察到增強谷塞曼劈裂效應，填補了實驗空白；明確缺陷態來源於單硫和雙硫空位；提出了缺陷態增強谷塞曼劈裂效應的物理機制，有效電子質量以及d軌道磁矩的增加導致了塞曼劈裂的增加（見圖2左）。

發表於《Science China Materials》上題為“Magnetic-brightening and control of dark exciton in CsPbBr3 perovskite”的論文，在CsPbBr3微納單晶中，實現了對CsPbBr3中暗態激子的啟用，並發現暗態激子的熒光強度隨磁場增加而呈現出線性增強。該工作揭示了CsPbBr3暗激子的磁場調控行為和內在物理機制，對深入理解其光電特性具有重要的科學意義（見圖2右）。

彭波教授於2010至2015年在新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學從事博士後研究工作，於2015年6月加入國家電磁輻射控制材料工程技術研究中心。他針對制約光子晶片大規模整合的難題，圍繞片上異質異構整合技術、光磁器件及超高速光電探測器，重點開展鐵磁二維材料、二維材料異質結物性研究與效能調控及其在光電子、光互聯等方面的新型器件的應用開發，並自主設計和搭建了一套獨特的原位傳輸微區磁光電掃描成像測量系統，在鐵磁二維材料非互易磁光效應、磁性和晶體結構調控、谷自旋電子學以及超高速超靈敏光電器件等方面取得了一系列創新性研究成果。

近5年來，彭波教授先後主持國家自然基金面上專案、青年基金專案等科研專案近十項。以通訊或第一作者在ACS Nano， Nano Letters， Nano Today等權威期刊上發表SCI論文13篇（其中1區12篇，高被引論文1篇），他引2000餘次；受邀作特邀報告20餘次，擔任TPC委員2次、分會主席4次；獲“AsiaNano”大會最佳報告獎。授權美國專利1項、國家發明專利1項。長期擔任ACS Nano、Nano research、Nanoscale等權威學術期刊審稿人。於2017年入選四川省人才計劃。

論文連結：

ACS Nano （IF=13。9）：https：//pubs。acs。org/doi/10。1021/acsnano。0c00291

Nano Letters （IF=12。2）：https：//pubs。acs。org/doi/10。1021/acs。nanolett。0c00138

Sci。 China。 Mater。 （IF=5。6）：https：//link。springer。com/article/10。1007%2Fs40843-019-1245-1

Sci。 China。 Mater。 （IF=5。6）：https：//link。springer。com/article/10。1007/s40843-019-1214-y