元素百科为您介绍二维原子晶体锑烯研究取得进展。未来信息技术需要低功耗、高性能的晶体管，国际半导体技术路线图描绘的未来晶体管通道长度小于10纳米。近年来的研究热点之一二维（2D）原子晶体材料与传统半导体材料相比，具有散射小、迁移率高、便于制备叠层异质结构、电学性质易于调控等特性，成为制作未来晶体管的优秀候选材料之一。在已发现的二维原子晶体材料中，由元素周期表中IV族元素构成的单层材料（例如石墨烯，硅烯，锗烯和锡烯等）具有高载流子迁移率，但由于其带隙为零或趋近于零，限制了它们在场效应晶体管等电子学器件中的应用前景。 相比之下，由元素周期表中V族元素构成的层状材料，例如黑磷，具有较大的带隙以及高的载流子迁移率等特性。然而，黑磷在大气条件下不稳定，由它制备的器件的适用性受到限制。最近，V族元素锑构成的单层锑烯（antimonene）引起了研究者的极大兴趣。已有理论预测锑烯的带隙随层厚的改变而变化，特别对于单层锑烯，理论预言其带隙为2.28eV。同时，与石墨烯相比，锑烯具有更高的载流子迁移率。基于这些特性，锑烯在相关电子器件和光电子器件领域有着潜在的应用前景。因此，如何获得这种材料，特别是高质量的单层锑烯生长备受关注。中国科学院院士、中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员高鸿钧领导的研究团队，多年来致力于新型二维晶体材料的制备、物性与应用基础研究，取得了一系列研究成果。近日，该研究组博士生武旭、邵岩和研究员王业亮等，制备了单层锑烯，并对其结构和特性进行了研究。在光电子能谱分析方面，该研究团队与北京同步辐射中心的副研究员王嘉鸥等合作；在理论计算方面，他们与物理所副研究员孙家涛等合作；所使用的二碲化钯（PdTe2）单晶衬底由物理所研究员石友国等提供。在具体的实验方案设计过程中，科研人员考虑到层状的过渡金属二硫属族化合物（简称TMD）PdTe2表面化学性质稳定，同时具有六方对称性，晶格周期（4.10Å）与锑单晶层内的周期（4.12Å）晶格匹配，与理论预言的单层锑烯（周期4.01Å）的晶格失配度也只有2.3%。因此，他们选用PdTe2作为衬底，利用分子束外延生长方法，获得了高质量单层锑烯。借助低能电子衍射（LEED）和扫描隧道显微技术（STM）等手段，对所生长的单层锑烯的精细原子排布结构进行研究，从STM图可以清晰地分辨出锑原子形成了六角蜂窝状结构，为锑烯；LEED实验证明，他们获得了大面积、高质量的锑烯单晶。结合X射线光电子能谱实验和电子局域函数理论计算结果，揭示了单层锑烯和基底之间局域电子态很少，只有弱的范德瓦尔斯相互作用。进一步的STM和XPS实验观测结果表明，单层锑烯在空气中具有高的化学稳定性，暴露空气后没有被氧化，这一特性对于锑烯进一步走向实际应用至关重要。该工作提供了一种制备高品质单层锑烯的方法，也提供了一种制备具有原子级平整界面的二维材料异质结构的新思路，即直接利用TMD材料作为衬底外延生长单层二维原子晶体材料，为二维材料异质结器件的研究提供了有价值的参考。同时，锑烯作为类石墨烯结构的新型二维原子晶体材料，拓展了非碳基二维蜂窝状晶体材料的研究领域，而且它具有宽带隙、高迁移率的特点，在大气环境下稳定，在未来电子器件方面具有潜在的应用前景。

元素百科为您介绍首套完整胆碱能神经元全脑图谱问世。由华中科技大学教授骆清铭、龚辉领衔的VBN团队和中科院神经科学所研究员仇子龙团队合作，基于VBN团队自主研发的全自动显微成像方法——全脑定位系统（BPS），在单细胞水平解析了全脑内胆碱能神经元的定位分布和基底前脑胆碱能神经元的精细形态结构及投射图谱。相关成果近日发表于美国《国家科学院院报》。 乙酰胆碱能神经元是脑内一群重要的调制类神经元，分布在基底前脑和脑干等多个脑区。胆碱能神经元通过其广泛的轴突纤维投射释放乙酰胆碱，调控皮层、海马和皮层下核团的神经活动，参与运动、睡眠以及情感与记忆等多种功能。胆碱能神经元的功能异常与老年痴呆、睡眠及认知障碍等多种神经系统疾病有关，相关机制研究是当前热点。骆清铭、龚辉团队和仇子龙课题组及美国艾伦脑研究所教授曾红葵合作，利用BPS全脑精细成像系统结合荧光蛋白特异性标记胆碱能神经元的小鼠模型及病毒标记技术，获取了世界上第一套完整的胆碱能神经元三维全脑分布图谱。该图谱包含了小鼠胆碱能神经元在各个脑区的分布数目、胞体大小及胞体密度等多种信息，为胆碱能神经元的功能研究提供了解剖学参考。在此基础上，该研究还成功重建了小鼠基底前脑50个胆碱能神经元的完整形态，基于遗传标记、连接组和形态学参数进行了神经元分类，并通过分析这些神经元的投射脑区，提出了单个胆碱能神经元调控下游脑区的新模型。该研究为理解胆碱能神经元如何调控神经活动提供了新参考，也为神经元划分亚类提供了新的启示。

元素百科为您介绍新成果促进糖尿病新药开发。中科院上海药物研究所吴蓓丽课题组和赵强课题组在B型G蛋白偶联受体（GPCR）结构与功能研究领域又获重要突破，首次测定了胰高血糖素受体（GCGR）全长蛋白与多肽配体复合物的三维结构，揭示了该受体对细胞信号分子的特异性识别及其活化调控机制。该成果1月4日发表于《自然》杂志。 GPCR是人体内最大的膜受体蛋白家族，在细胞信号转导中发挥重要作用。GPCR与人体疾病关系密切，目前有40%以上的药物以GPCR为靶点。根据其相似性，GPCR可分为A、B、C和F等4种类型。B型GPCR包括GCGR等多种重要的受体蛋白，识别并结合多肽类激素，对于维持体内激素平衡至关重要。GCGR参与调节体内血糖稳态，是治疗Ⅱ型糖尿病药物的重要靶点，其结构信息的缺失不仅严重制约了对该受体信号识别和转导机制的认识，也极大影响了靶向GCGR的药物研发。研究人员成功解析了全长GCGR与胰高血糖素类似物NNC1702结合的复合物晶体结构，从而揭示了B型GPCR与多肽配体结合的精细模式。吴蓓丽说：“GCGR与多肽配体相互作用模式的阐明不仅有助于深入理解B型GPCR对细胞信号分子的识别机制，并且为靶向GCGR的药物设计提供了迄今为止精度最高的结构模板，将在很大程度上促进治疗Ⅱ型糖尿病的新药研发。”该团队还运用受体、配体竞争结合，计算机模拟和双电子共振等多种技术手段开展了一系列功能性研究，阐明了GCGR在不同功能状态下构象的动态变化，并对受体活化的调控机制进行了深入探究。专家表示，这项成果有助于深入理解B型GPCR发挥生理效应的结构生物学基础，加快Ⅱ型糖尿病新药的开发。