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鈣鈦礦材料由于其高量子產率、載流子遷移率和獨特的光致發光特性而在光電材料領域存在諸多潛在的重要應用。電荷輸運是影響鈣鈦礦材料和器件性能的關鍵步驟，研究鈣鈦礦材料在納米尺度下電荷輸運的獨特尺寸效應對鈣鈦礦光電器件的設計和開發具有重要的指導意義。然而，如何在埃尺度乃至單個晶胞層面上表征和研究鈣鈦礦材料的電荷輸運仍存在巨大的技術挑戰。

針對這一問題，洪文晶教授課題組基于機械可控裂結技術自主研發了具有皮米級位移調控靈敏度和飛安級電學測量精度的精密科學儀器，對南開大學李躍龍副教授團隊合成的鈣鈦礦量子點進行了深入表征，首次獲取鈣鈦礦量子點單個晶胞單元距離僅為5埃的不同連接位點間的電學信號差異，通過數據挖掘捕捉到電極上金原子在鈣鈦礦量子點晶胞表面上滑移的動態過程，并意外地在滑移過程中同時觀察到將近一個量級的電導增加現象。通過與英國蘭卡斯特大學Colin Lambert教授合作，他們利用DFT理論計算揭示了該電導增加現象源于電荷輸運通過鈣鈦礦晶胞中發生的量子干涉效應，這也是首次在鈣鈦礦材料中觀測到電荷輸運中的量子干涉效應。這一研究工作成功將量子干涉的研究體系拓展至在光電領域具有重要應用的鈣鈦礦材料領域，為未來制備基于量子干涉效應的新型鈣鈦礦器件提供了一種全新的思路。

這一跨學科國際合作研究工作是在廈門大學化學化工學院洪文晶教授、英國Lancaster 大學物理系Colin J. Lambert教授以及南開大學電子信息與光電工程學院李躍龍副教授的共同指導下完成的。化工系碩士研究生鄭海寧、Lancaster University大學Songjun Hou博士、南開大學碩士研究生辛晨光為論文第一作者。博士后林祿春，博士研究生譚志冰、鄭玨婷，碩士研究生蔣楓、張瓏漪，本科生何文翔、李慶民等參與了論文的研究工作。劉俊揚特任副研究員、師佳副教授和薩本棟微納米研究院楊揚副教授也參與了部分指導工作。該工作得到國家重點研發計劃課題（2017YFA0204902）、國家自然科學基金（21673195、21503179、21490573）、廈門大學“人工智能分析引擎”雙一流重大專項等項目的資助，也得到了固體表面物理化學國家重點實驗室、能源材料化學協同創新中心的支持。

論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-019-13389-7