Room-temperature quantum interference in single perovskite quantum dot junctions

钙钛矿材料由于其高量子产率、载流子迁移率和独特的光致发光特性而在光电材料领域存在诸多潜在的重要应用。研究钙钛矿材料在纳米尺度下电荷输运的独特尺寸效应对钙钛矿光电器件的设计和开发具有重要的指导意义。洪文晶教授课题组基于机械可控裂结技术自主研发了具有皮米级位移调控灵敏度和飞安级电学测量精度的精密科学仪器，对南开大学李跃龙副教授团队合成的钙钛矿量子点进行了深入表征，研究工作成功将量子干涉的研究体系拓展至在光电领域具有重要应用的钙钛矿材料领域，为未来制备基于量子干涉效应的新型钙钛矿器件提供了一种全新的思路。 这一跨学科国际合作研究工作是在化学化工学院洪文晶教授、英国Lancaster 大学物理系Colin J. Lambert教授以及南开大学电子信息与光电工程学院李跃龙副教授的共同指导下完成的。化工系硕士研究生郑海宁、Lancaster University大学Songjun Hou博士、南开大学硕士研究生辛晨光为论文第一作者。博士后林禄春，博士研究生谭志冰、郑珏婷，硕士研究生蒋枫、张珑漪，本科生何文翔、李庆民等参与了论文的研究工作。刘俊扬特任副研究员、师佳副教授和萨本栋微纳米研究院杨扬副教授也参与了部分指导工作。The studies of quantum interference effects through bulk perovskite materials at the Ångstrom scale still remain as a major challenge. Herein, we provide the observation of roomtemperature quantum interference effects in metal halide perovskite quantum dots (QDs) using the mechanically controllable break junction technique. Single-QD conductance measurements reveal that there are multiple conductance peaks for the CH3NH3PbBr3 and CH3NH3PbBr2.15Cl0.85 QDs, whose displacement distributions match the lattice constant of QDs, suggesting that the gold electrodes slide through different lattice sites of the QD via Auhalogen coupling. We also observe a distinct conductance ‘jump’ at the end of the sliding process, which is further evidence that quantum interference effects dominate charge transport in these single-QD junctions. This conductance ‘jump’ is also confirmed by our theoretical calculations utilizing density functional theory combined with quantum transport theory. Our measurements and theory create a pathway to exploit quantum interference effects in quantum-controlled perovskite materials.This work was supported by the National Key R&D Program of China (2017YFA0204902, 2014DFE60170, 2018YFB1500105), the National Natural Science Foundation of China (Nos. 21673195, 21503179, 21490573, 61674084, 61874167), the Open Fund of the Key Laboratory of Optical Information Science & Technology (Nankai University) of China, the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (63181321, 63191414, 96173224), and the 111 Project (B16027), the Tianjin Natural Science Foundation (17JCYBJC41400), FET Open project 767187—QuIET, the EU project BAC-TO-FUEL and the UK EPSRC projects EP/N017188/1, EP/M014452/1. 该工作得到国家重点研发计划课题（2017YFA0204902）、国家自然科学基金（21673195、21503179、21490573）、厦门大学“人工智能分析引擎”双一流重大专项等项目的资助，也得到了固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持

Anti-resonance features of destructive quantum interference in single-molecule thiophene junctions achieved by electrochemical gating

基于单个有机分子来构筑电子器件为电子器件微型化提供潜在技术方案。本研究发展了可集成电化学门控的单分子电子器件测试芯片技术和科学仪器方法，在实验和理论两个层面对具有相消量子干涉效应的噻吩衍生物分子器件的电输运过程进行了电化学调控研究，从而首次在室温下实现了对单分子电子器件中量子干涉效应的反共振现象的直接观测和调控，为制备基于量子干涉效应的新型分子材料和器件提供了全新的设计思路和策略。该研究充分展示了电化学调控技术在信息材料和器件领域的重要应用潜力，也体现了我校固体表面物理化学国家重点实验室在电化学研究和科学仪器研发领域的技术积累，以及面向科学前沿开展交叉学科探索的研究特色。 该研究工作是在洪文晶教授、上海电力大学陈文博教授、英国兰卡斯特大学Colin Lambert教授指导下完成的。化学化工学院博士生白杰和李晓慧为论文的共同第一作者，刘俊扬副研究员、师佳副教授、研究生唐永翔、刘帅、黄晓娟、谭志冰和萨本栋微纳研究院的杨杨副教授等也参与了研究工作。田中群教授和毛秉伟教授为该工作提供了重要指导。【Abstract】Controlling the electrical conductance and in particular the occurrence of quantum interference in single-molecule junctions through gating effects, has potential for the realization of high-performance functional molecular devices. In this work, we used an electrochemically-gated, mechanically-controllable break junction technique to tune the electronic behaviour of thiophene-based molecular junctions that show destructive quantum interference (DQI) features. By varying the voltage applied to the electrochemical gate at room temperature, we reached a conductance minimum that provides direct evidence of charge transport controlled by an anti-resonance arising from DQI. Our molecular system enables conductance tuning close to two orders of magnitude within the non-faradaic potential region, which is significantly higher than that achieved with molecules not showing DQI. Our experimental results, interpreted using quantum transport theory, demonstrate that electrochemical gating is a promising strategy for obtaining improved in-situ control over the electrical performance of interference-based molecular devices.This research was supported by the National Key R&D Program of China (2017YFA0204902), National Natural Science Foundation of China (21722305, 21673195, 21503179, 21703188), the Program for Professor of Special Appointment (Eastern Scholar) at Shanghai Institutions of Higher Learning, Natural Science Foundation of Shanghai (17ZR1447100), Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (14DZ2261000), China Postdoctoral Science Foundation (2017M622060) for funding work in Xiamen. It was also supported by EU Horizon 2020 project QuIET under grant agreement no. 767187EC FP7 ITN ‘MOLESCO’ project no. 606728 and UK EPSRC grants EP/N017188/1 and EP/M014452/1 and Leverhulme Trust (Leverhulme Early Career Fellowships no. ECF-2017-186 and ECF-2018-375) for funding instrumentation used in Lancaster. It was also supported by Hungarian and Czech Academies of Sciences (P2015-107) and Hungarian Research Foundation (OTKA 112034) for funding instrumentation used in Hungary. The authors thank Z.-Q. Tian and B.-W. Mao, Xiamen University, for useful discussions. 该工作获得科技部国家重点研发计划课题（2017YFA0204902），国家自然科学基金委优秀青年科学基金等项目（21722305、21673195、21703188、21503179）以及中国博士后科学基金（2017M622060）等项目的资助，也得到了固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持

Automatic sample injector frame

本实用新型公开了一种自动进样器架，包括安装板，安装板顶部的四角均螺纹连接有贯穿至其底部的固定螺栓，安装板顶部两侧的靠前位置均固定连接有第一支撑柱，且安装板顶部两侧的靠后位置均固定连接有第二支撑柱，第一支撑柱和第二支撑柱的顶端均通过固定组件分别连接有第一固定柱和第二固定柱，第一支撑柱和第一固定柱上均设置有限位组件，本实用新型涉及进样器架技术领域。该自动进样器架，拉动转动板，带动挡板向固定槽内收缩，使挡板失去对进样板、上固定板或下固定板的限位作用，即可将进样板、上固定板或下固定板抽出，并进行更换，从而使该进样器架能够适用于不同种类的钳口顶空瓶，适用范围更广，提高了实用性

The utility model relates to a bacterial liquid purging device

本实用新型公开了一种菌液吹扫装置，包括若干组顶空瓶以及与其连接的换气机构，所述换气机构包括鲁尔接头，所述顶空瓶瓶口胶塞的内部贯穿插接有进气针头和出气针头，且进气针头的底部插接在鲁尔接头的顶部，所述进气针头的顶端延伸至顶空瓶中菌液的内部，所述出气针头的顶端延伸至顶空瓶中菌液的上方，本实用新型涉及化学实验技术领域。该菌液吹扫装置，利用换气机构可将纯氮气充进顶空瓶内，并将其中的N2O气体排出，进而实现菌液的吹扫，操作简单方便，同时设置集中供气装置连接多个分气块，而每个分气块上连接10个顶空瓶，可同时实现几十个顶空瓶的吹扫，进而可同时进行很多组实验，提高实验数据的精确性

Anti-blocking type double-channel headspace sampling needle

本实用新型公开了一种防堵型双通道顶空进样针，包括外套针、进气管、出气管和针座，所述外套针采用变径双孔设计，上部直径宽下部直径窄，外套针下部的表面开设有圆孔，外套针下部的表面且位于圆孔的上方开设有圆槽，进气管和出气管均采用不锈钢毛细管，本实用新型涉及同位素示踪技术技术领域。该防堵型双通道顶空进样针，通过在外套针侧面开设圆孔和圆槽，利用侧开口的方式，有效避免了进样针穿刺顶空瓶垫的过程中，瓶垫碎片对针口的堵塞，并且进气管和出气管采用不锈钢毛细管，结实不易崩断，耐腐蚀，使用长久，一旦堵塞，可以通过吹气、注水等方式通开，不会因为断裂等问题造成整根进样针的报废，设计合理，使用寿命久

Reagent supply device based on continuous flow analyzer

本实用新型公开了一种基于连续流动分析仪用试剂供给装置，包括托盘，所述托盘的上表面均匀开设有卡槽，各个所述卡槽的内部均嵌入滑动安装有试剂瓶，所述试剂瓶的前侧上表面嵌入安装有进液管，且试剂瓶的上方后侧嵌入安装有伺服电机，所述进液管的下端水平连接有与其相连通的框体腔。本实用新型涉及连续流动分析仪技术领域，该基于连续流动分析仪用试剂供给装置，通过向进液管加入清洗液，清洗液会进入到框体腔中，然后清洗液会从各个弯管喷头中喷出，喷向试剂瓶的内壁，同时在伺服电机的工作下，能够使框形板上下移动，框形板上的毛刷会对试剂瓶的内壁进行擦拭，本实用的清洗方式能够将试剂瓶清洗的更加干净