材料研究一直是基礎科學研究中一個重要的分支，經過多年的發展，材料研究的門類也越來越廣泛。這些分類包括金屬材料、光電材料、納米材料、二位材料、半導體材料等等。這篇文章以web of science為依據，人工選取了各個領域中引用最高的文章。他們是各個研究領域中的經典論文，甚至是開山之作，看看各位有沒有讀過呢？

二維材料

二維材料領域引用的最高的文章是關于石墨烯的，這篇文章以題為“Electric field effect in atomically thin carbon films”于2004年發表在Science上。文章作者是獲得2010年諾貝爾獎的英國曼徹斯特大學的A.K.Geim和K.S.Novoselov教授。目前為止，這篇文章的引用量已經高達36,571 次。

在這篇文章中，作者表征了單晶石墨膜的一些基本物理性質。單晶石墨烯僅有幾個原子厚但在環境條件下十分穩定，并且具有非常高的質量。這些石墨烯薄膜在價帶和電導帶之間有微小的重疊，并且它們表現出強烈的雙極電場效應，使得電子和空穴的濃度高達1013每平方厘米，通過施加柵極電壓可以誘導10,000平方厘米的室溫遷移率。

文章鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/sci/306/5696/666.full.pdf

計算

計算領域引用最高的文章是關于金屬和半導體的ab-initio計算，這篇文章以題為“Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set”于1996年發表在Computational Materials Science上。值得注意的是，這篇文章的作者是維也納工業大學的Georg Kresse。他本人是DFT軟件VASP的作者，而這篇文章也是使用VASP必須引用的文章。這篇文章的引用量已經高達28164次。

在這篇文章中，作者使用贗勢和平面波基組進行ab-initio量子力學計算算法的詳細描述和比較。作者在文章中討論了：（a）線性四面體方法和有限溫度密度泛函理論框架內的部分占用，（b）Kohn-Sham哈密頓量對角化的迭代方法和基于有效迭代方法的討論Pulay剩余最小化的想法，即使對于相對較大的系統也接近于Natoms2的縮放，（c）高效的類Broyden和Pulay混合方法，包括針對平面優化的新的特殊“預處理”-波基組，（d）共軛梯度法，用于同時最小化所有自由度的電子自由能。作者在VAMP（Vienna ab-initio分子動力學軟件包）的軟件包中實現了這些算法。該程序和技術已成功用于大量不同的系統（液態和非晶半導體，液態簡單和過渡金屬，金屬和半導體表面，簡單金屬中的聲子，過渡金屬和半導體），結果證明是非常可靠。

文章鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0927025696000080?via%3Dihub

金屬材料

金屬材料領域引用量最高的文章發表于1972年，這篇文章以題為“Optical Constants of the Noble Metals”發表在Physical Review B上，引用次數為12438次。

在這篇文章中，作者通過在室溫下在真空蒸發的薄膜上的反射和透射測量，在0.5-6.5eV的光譜范圍內獲得貴金屬（銅，銀和金）的光學常數n和k。膜厚范圍為185-500?。反轉三次光學測量以獲得膜厚度d、n和k。d的估計誤差為±2?，并且在大多數光譜范圍內，n，k小于0.02。膜厚度范圍250-500 ?的結果與厚度無關，并且在真空退火或在空氣中老化后沒有變化。由近紅外結果得到的自由電子光學有效質量和弛豫時間與先前的值一致。通過減去自由電子貢獻來獲得對介電常數的虛部的帶間貢獻。一些理論計算與銅和金的結果進行了比較，基本一致。

文章鏈接：

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.6.4370

能源材料

能源材料領域引用最高的文章是關于太陽能電池的，這篇文章以題為“A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sentitized colloidal TiO2 films”于1991年發表在Nature上。這篇文章的作者是染料敏化太陽電池之父Michael Gr?tzel和Brian O' Regan。這篇文章的引用量已經高達21470次。

在這篇文章中，作者描述了一種光伏電池，通過低成本工藝從低純度到中純度的材料制成，具有商業上現實的能量轉換效率。該裝置基于10微米厚的光學透明的二氧化鈦顆粒薄膜，其尺寸為幾納米，涂有單層電荷轉移染料，使薄膜對光捕獲敏感。由于半導體薄膜的高表面積和染料的理想光譜特性，該裝置可以收集高比例的入射太陽能通量（46％），并顯示出將入射光子轉換為電流的極高效率（超過80％）。模擬太陽光的總光電能量轉換率為7.1-7.9％，日光下的總光電能量轉換率為12％。這種光伏電池具有較大電流密度（大于12 mA/cm2）和出色的穩定性（在不分解的情況下至少維持500萬次轉換）以及低成本使得實際應用成為可能。

文章鏈接：

https://www.nature.com/articles/353737a0.pdf

發光材料

發光材料領域引用最高的文章是關于有機電致發光二極管，這篇文章以題為“Organic electroluminescent diodes”于1987年發表在Applied Physics Letters上。這篇文章的作者是“OLED之父”鄧青云和S. A. VanSlyke。這篇文章的引用量已經高達12058次。

在這篇文章中，作者使用有機材料作為發光元件構造新型電致發光器件。二極管具有通過氣相沉積制備的有機薄膜的雙層結構。從銦-錫-氧化物陽極和合金化的Mg：Ag陰極提供有效的空穴和電子注入。電子-空穴復合和綠色電致發光發射被限制在有機界面區域附近。在低于10 V的驅動電壓下，可實現高外部量子效率（1％光子/電子），發光效率（1.5 lm/W）和亮度（> 1000 cd/m2）。

文獻鏈接：

https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.98799%40apl.2019.APLCLASS2019.issue-1

光催化

東京大學的Akira Fujishima教授于1972年在Nature上發表了二氧化鈦（TiO2）單晶表面在紫外光照射下水的光分解現象，這一被稱為Honda-Fujishima效應的開創性科研成果及其隨后的一系列重要成果使得Akira Fujishima被公認為“光催化之父”。這篇題為“Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode”的文章至今累計被引19144次，是光催化領域引用最高的文章。

在這篇文章中，作者向全世界介紹了光催化，同時也拉開了光催化研究的序幕。光觸媒在光的照射下，產生類似光合作用的光催化反應，產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機污染物，把有機污染物分解成無污染的水和二氧化碳，因而具有極強的抗菌、脫臭、防污、凈水、大氣凈化等功能。光催化反應產生的氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，進而將細胞核氧化而使其致死；除臭作用是對氨氣、乙醛、一氧化碳、苯乙烯、丙烯、乙烯、及甲硫醇、硫化氫、苯酚、尼古丁等具有強氧化作用，使其轉化為無毒無味的其它物質，有效去除臭味；防污作用主要是對于家庭或公共場所的頑垢、油污及附著粉塵等均可有效分解。

文獻鏈接：

https://www.nature.com/articles/238037a0.pdf

納米材料

1992年美國Mobil公司的Kresge和Beck等首次以表面活性劑為模板，報道合成了有序介孔氧化硅材料MCM-41，這是分子篩與多孔物質發展史上的一次飛躍。這篇文章以題為“Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism”發表在Nature上。目前為止，這篇文章的引用為14364次，成為納米材料研究領域引用最高的文章。

由于較大的內表面積，微孔和中孔無機固體被認為作為催化劑和吸附介質具有很大的實用性。典型的微孔材料是結晶骨架固體，例如沸石，但到目前為止發現的最大孔尺寸是10-12?，中孔固體的實例包括二氧化硅和改性的層狀材料，但它們總是無定形或次晶，具有不規則間隔并且尺寸分布廣泛的孔。孔隙尺寸可以通過層狀硅酸鹽與表面活性劑物質的嵌入來控制，但最終產品部分地保留了前體材料的層狀性質。在這個工作中，作者報道了在表面活性劑存在下煅燒硅鋁酸鹽凝膠合成的中孔固體。該材料具有規則的均勻通道陣列，通過選擇表面活性劑，輔助化學品和反應條件，可以調整其尺寸。這些材料的形成通過液晶“模板”機制進行，其中硅酸鹽材料在有序的表面活性劑膠束之間形成無機壁。

文獻鏈接：

https://www.nature.com/articles/359710a0.pdf

表界面

1938年，美國喬治華盛頓大學的Stephen Brunauer、P. H. Emmett和Edward Teller在JACS上發表了題為“Adsorption of gases in multimolecular layers”的文章，奠定了大名鼎鼎的BET理論的基礎。目前為止，這篇文章的被引頻次高達18055，成為了表界面研究中引用最高的文章。

BET理論計算是建立在Brunauer, Emmett和 Teller三人從經典統計理論推導出的多分子層吸附公式基礎上，得到單層吸附量 Vm，然后計算出比表面積。

V—平衡壓力為P時，吸附氣體的總體積。

Vm—催化劑表面覆蓋第一層滿時所需氣體的體積。

P—被吸附氣體在吸附溫度下平衡時的壓力。

P0—飽和蒸汽壓力。

C—與被吸附有關的常數。

BET方程在多層吸附理論的基礎上建立了單層飽和吸附量Vm與多層吸附量V之間的關系，與許多物質的實際吸附過程更相似，測試可靠性高。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01269a023

有機合成

Suzuki反應是一個十分經典的有機偶聯反應。在零價鈀配合物催化下，芳基或烯基硼酸或硼酸酯與氯、溴、碘代芳烴或烯烴發生交叉偶聯。該反應由鈴木章在1979年首先報道，在有機合成中的用途很廣，具有較強的底物適應性及官能團容忍性，常用于合成多烯烴、苯乙烯和聯苯的衍生物，從而應用于眾多天然產物、有機材料的合成中。

日本北海道大學的Akira Suzuki和Norio Miyaura一起于1995年以題為“Palladium-catalyzed cross-coupling reactions of organoboron compounds”在Chemical Reviews上發表綜述。在這篇綜述中，作者對不同類型的Suzuki反應進行了總結。這篇綜述也成了有機合成領域的一篇經典文章，目前這篇文章的引用高達9965次。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr00039a007