物理科技

深紫外光电感算器件研究

中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授团队与复旦大学芯片与系统先进技术研究院刘琦教授团队合作，利用深紫外（DUV）光电突触结合忆阻器的构架实现了基于储备池计算（RC）的指纹识别系统。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。文章基于富镓氧化镓材料设计，利用非晶材料的显著持续光电导效应，制备了具备短时程效应的光突触器件。通过4比特的紫外光脉冲输入测试，构建了感算器件RC网络的映射关系，这可以将图片信息通过紫外光转化为特征电流值。最终，研究人员通过存算忆阻器阵列稳定的多态调控特性实现了对储备池输出的训练，实现了小规模的深紫外指纹识别功能。

低毒性量子点电子转移与能量转移光催化

中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰研究员团队在量子点电荷/能量转移与光催化研究中取得新进展，实现一类低毒性量子点作为强还原剂和三线态敏化剂的有机光催化应用。相關成果发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）。论文制备了一类低毒性、强还原性、强敏化能力的新型量子点光敏剂，新制备的量子点的光致还原能力和三线态敏化能力强于经典的过渡金属钌、铱络合物。研究人员通过在量子点表面修饰功能化分子作为电荷或能量储存媒介，克服了量子点激发态寿命短的限制，提供了一种具有广泛应用前景的量子点光敏剂设计策略。他们发现，如果进一步拓宽底物的适用范围，可驱动更具挑战性的电荷/能量转移有机光催化反应。

致密双星系统的轨道偏心率“点亮”引力波“暗汽笛”

中国科学院理论物理研究所蔡荣根与国内外学者发现，致密双星系统轨道的偏心率对引力波作为宇宙学精确探针或许有着非凡的意义。相关成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。引力波作为宇宙学探针的一个典型应用是可以用来测量哈勃常数。致密双星系统的轨道偏心率被认为是了解双星系统形成机制最有力的指标之一。随着双星系统的旋进，其轨道伴随着圆化的过程。致密双星系统的轨道偏心率将暗汽笛“点亮了”。这些结果显示了致密双星系统轨道偏心率在未来引力波作为宇宙学精确探针中具有的重要意义，也显示椭圆轨道致密双星系统引力波模板构建的重要意义。

摩尔超晶格体系在半填充时的奇异量子输运行为

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心许杨、李永庆等基于半导体过渡金属硫族化合物的摩尔超晶格研究二维电子体系中的关联效应。相关成果发表于《物理评论X》（Physical Review X）。研究发现，在面外垂直方向电场的作用下，电荷出现层间转移，这一体系发生Lifshitz转变。在较高电场下，新费米面的出现抑制了Pomeranchuk效应。而在面外垂直方向磁场的作用下，这一关联金属态发生金属-绝缘体量子相变，与磁场抑制体系中的自旋涨落，从而得到一个绝缘性基态有关。在相变临界点附近，电阻随温度的变化关系满足连续量子相变标度行为。

新型稀土有序占位的层状化合物研究

东北大学崔伟斌教授课题组首次合成了一系列新型稀土有序占位的层状化合物-（Cr2/3R1/3）2AlC （R=镧系稀土原子） i-MAX相。相关成果发表于《材料学报》（Acta Materialia）。文章将稀土原子引入传统MAX相Cr2AlC化合物晶格，首次合成了一系列新型稀土有序占位的层状化合物，赋予了材料新的磁性能和显著改善的硬度、耐压强度以及耐磨等物理特性，为设计合成新型层状化合物提供了新的思路，为拓宽i-MAX相层状化合物的潜在应用领域提供了重要的理论基础。新型化合物在低温下表现出特定的磁性相转变行为，在室温和高温环境下具有高的硬度和耐压强度及优异的耐磨损性能。

MAX相材料辐照效应研究

中国科学院近代物理研究所王志光等人在MAX相材料中氦离子（He）与重离子共同辐照损伤效应研究中获得进展，研究揭示了材料中氦行为与辐照损伤的关系。相关成果发表于《欧洲陶瓷学会杂志》（Journal of the European Ceramic Society）。依托近代物理所320kV高电荷态离子综合研究平台和兰州重离子加速器（HIRFL），科研人员通过氦离子与铁（Fe）离子顺序和逆序辐照实验，模拟了堆内Ti3AlC2材料中氦的掺杂/累积和粒子辐照损伤。氦离子注入和铁离子辐照实际上互相抑制了对方对材料的辐照损伤，这种效应在材料抗辐照损伤方面将发挥积极作用。同时，研究也为深入认识Ti3AlC2材料抗辐照损伤机理提供了新的见解。

光伏/铁磁中的太阳光诱导三态自旋存储器

西安交通大学电信学部电子科学与工程学院刘明教授团队开发了光伏/铁磁异质结，引入中间缓冲层，实现了自然光对自旋翻转的非易失性调控。相关成果发表于《今日纳米》（Nano Today）。通过对电子自旋属性的调控将逻辑运算和高密度信息存储相结合，是电子信息领域的重大关键技术。当Ta为中间层时，饱和磁化强度（Ms）降低了8.3%并且展现出非易失性。这是由于Ta原子5d电子轨道具有更高的能级，会导致部分光电子停留在铁磁层中，从而实现器件的三重自旋态变化。这一设计为下一代具有快速响应和低能耗的自旋电子器件拓宽了视野与思路，对新型光伏自旋电子器件应用提供重要思路与指导意义。

无铅钛酸铋钠基陶瓷的构效关联研究

四川大学材料学院吴家刚教授团队在无铅钛酸铋钠基弛豫铁电陶瓷中构建了“成分”“原子尺度的有序性”“局部极性结构”“宏观性能”之间的构效关联。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。弛豫铁电体具有特殊的机电耦合响应，近年来受到越来越多的关注。在这些弛豫铁电材料中，将“原子尺度的有序性”与“局部极性结构”，以及“材料的宏观性能”合理关联是一个极大挑战。通过优化化学掺杂，使局部缺陷浓度提升进而引起局部随机场的增加，是高角度的极化偏移的主要驱动力；而由反相位的氧八面体扭转演变为A-O的多方向位移引起的各向异性场的减小，是驱使低角度的极化偏移的驱动力。