背景介绍
随着量子科学及相关技术的发展，量子材料研究领域进展迅速。近年来，低维材料，特别是零维量子点，一维碳纳米管，和二维范德瓦尔斯材料成为量资料领域中的研究重点。
成果简介
该文章综述了低维材料及其超晶格中的量子特性，特别是0D量子点、1D碳纳米管和2D范德瓦尔斯材料的发展和研究进展。文章首先回顾了自20世纪80年代以来这些材料的制备工艺和关键里程碑，揭示了它们的电子结构和光学特性如何因尺寸和形状的变化而表现出高度可调的特性。量子限域效应以及大幅缩减的介电屏蔽效应使得0D量子点、1D碳纳米管，以及单层2D范德瓦尔斯材料成为探索量子性质的理想平台。同时，这些低维材料单体可以被重新组装、排列，构建出新型超晶格–这就如同原子之间基于不同的相互作用方式和对称性形成分子或晶体结构一般–这为量子材料的发展提供了新的发展方。这些低维材料可以通过排列成特定的结构，形成更高阶的超晶格，展现出比单个材料更复杂的电子和光学行为。文章特别强调了在超晶格中出现的涌现量子现象，例如量子点超晶格中的超辐射和2D范德瓦尔斯材料的莫尔超晶格中的超导性。综述不仅讨论了这些现象背后的物理与化学机制，还探讨了未来可能的应用方向以及当前技术面临的挑战，提出了低维材料在量子计算、通信、光电器件等领域的巨大潜力。
作者简介
白雨松老师于2022就职于布朗大学化学系， 本科毕业于北京航空航天大学，博士(Advisor: Michael J. Therien)毕业于美国杜克大学，之后在美国哥伦比亚大学Xiaoyang Zhu课题组从事博士后研究。
课题组目前主要研究方向包括：二维（如TMDC，Graphene，h-BN等）、一维（如碳纳米管）、及零维（量子点，与陈鸥老师合作）材料的光学（基于低温超快光谱，共聚焦显微镜，非线性光学等技术），电学（器件量子输运），及磁性质的研究。课题组主页：https://www.yusongbai.org 课题组的研究内容为多学科交叉的前沿领域，欢迎有物理、化学、材料工程、电子工程、光学工程等背景的同学申请。
陈鸥老师于2015就职于布朗大学化学系， 本科毕业于中国科学技术大学，博士(Advisor: Y. Charles Cao)毕业于美国弗罗里达大学，之后在麻省理工Moungi Bawendi (2023 诺贝尔化学奖获得者) 课题组从事博士后研究。
课题组目前主要研究方向包括：新型量子点，钙钛矿纳米晶体等材料的合成，表征，多种性能，超结构组装等方向的研究。课题组主页：https://chenlab.brown.edu课题组的研究内容为多学科交叉的前沿领域，欢迎有化学、材料工程、光学工程等相关背景的同学申请。
文章信息
Hong KS, Chen O, Bai Y. Emergent quantum properties from low-dimensional building blocks and their superlattices. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6984-8.
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