晶圆级石墨烯量子整流研究取得进展
降低量子材料晶体对称性，可激活高对称性体系中受限的量子输运效应。 近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所等科研团队，在晶圆级低对称性量子材料制备与量子整流研究方面取得进展。 团队提出表面预熔工程技术，将锗（110）衬底进行近块体熔点加热，在保留内部单晶结构的同时使其表面原子层形成准液体无序状态。
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中国科学院科研进展
中国科学院科研进展精选 一张闪烁屏同时看内部结构和过热位置
研究团队开发铽、铕共掺杂闪烁材料，将 X 射线转成可见光，同时利用温度响应改变发光颜色。报道给出的工作温区为 300–600 K，440 K 附近的结构弛豫增强能量传递。柔性屏成像分辨率达到 25 lp/mm，并在一次 X 射线成像测试中同时定位电子元件的过热区与内部结构。结果属于材料和实验成像验证，尚不能据此推断商业设备表现。
推荐理由：同一成像材料兼顾结构与温度信息，适合联系电磁波探测、能量转移和测量指标的含义。
中国科学院科研进展精选 蒸镀时留出停顿，让金属原子排列成单晶薄膜
研究团队提出 Step-Eva 分步蒸镀：把低剂量沉积与间歇停顿交替进行，为金属原子扩散和晶畴并合留出时间。团队以铋验证，并制备了银、铟、金和钯等单晶金属。材料与半导体形成更平整有序的界面，器件测试显示接触电阻下降、费米能级钉扎减弱。报道给出工艺与材料结果，未提供量产指标。
推荐理由：核心进展是改变沉积过程而非仅增加材料种类，可帮助理解微观结构、界面与导电性能的关系。
中科院物理所科研动态 光电催化中，电场强度与电荷层宽度各在何时起作用
团队通过掺锡改变氧化铁光阳极的能带弯曲分布，并用飞秒至秒的原位光谱追踪光生电荷。结果指出，开始空间分离的条件由空间电荷层宽度决定；超过与德拜屏蔽长度相关的阈值后，内建电场才主导分离。最终性能更多受到微秒至秒长寿命电荷的影响。结论针对该电极体系，不能简化成所有催化剂都只需增强电场。
中科院物理所科研动态精选 富氢超导体两步合成降到 30 GPa，转变温度约 30 K
团队先制备 Mg₂RhH₅ 前驱体，再调控组成和结构，在超过 30 GPa、1000 K 的条件下制得 Mg₂RhH₆。电学测试显示其在 30 GPa 以上、接近 30 K 时出现超导转变，并在多个样品中复现。这里的“低压”相对于更高压的富氢体系；材料仍需要高压、低温，不能理解为常压或室温超导。
推荐理由：实验条件与结果明确，尤其适合练习阅读“低压”“高温”等相对表述时先核对数值和比较对象。
中科院物理所科研动态精选 室温零场下生成孤立磁半子，并沿样品边缘用电流直线驱动
物理所团队调控Mn₁.₄PtSn磁体的边界效应，将整数拓扑反斯格明子转为孤立半整数拓扑磁半子，并用电流沿样品边缘驱动其直线运动。实空间成像与微磁学模拟共同支持这一机制，边界吸引与横向力平衡抑制了偏转；结果为信息器件提供物理基础。
推荐理由：把样品边界从干扰因素变成生成和引导磁结构的条件；室温零场生成与电流操控已观察到，器件用途仍是前景。
中科院物理所科研动态 特定超晶格中升温反而加快退磁，机制指向自旋涨落
研究用时间分辨磁光克尔效应与瞬态反射率测量 CaRuO₃/SrTiO₃ 超晶格，发现退磁速率随温度、泵浦光通量和磁场增加而加快。模型把这种行为解释为梯度磁性削弱比热发散、自旋涨落增强散射的共同作用。结果挑战的是该体系对临界慢化的预期，不能推广为所有磁体都能靠升温提高速度。
中科院物理所科研动态精选 电子叠层成像测出氢原子的三维位置与局部含量
团队将能量过滤加入多片层电子叠层成像，抑制非弹性散射干扰，并改进金属氢化物样品制备。以 TiH₂ 为模型，确定氢的四面体间隙占位，结合模拟测得含量接近 2；在高熵合金氢化物中进一步测得皮米级位置和不均匀三维分布。这里的原子图像来自测量信号和反演，仍依赖样品制备、模型及散射分析。
推荐理由：面对氢原子弱信号给出具体测量改进，可用来拓展学生对“观察到原子”与间接测量的认识。
中国科学院科研进展 无钴高镍正极材料设计：协同调节离子传输与晶格稳定性
金属研究所团队以离子电荷密度和金属—氧键合强度为描述符，设计镁、钙、钛、锆微量元素协同的无钴高镍正极材料。材料在10C倍率循环350圈后容量保持率为82.4%，在−20℃、1C倍率下比容量为112mAh·g⁻¹；这些结果对应不同测试条件。
中科院物理所科研动态精选 非晶合金为何低应力越大应变反而越小：淬火冻结缺陷的实验线索
物理所等联合团队在室温阶梯拉伸蠕变实验中发现，非晶合金薄带随应力增加出现应变先降后升，退火后该行为消失。循环加载与模拟支持淬火冻结剪切转变区逐步激活、耗尽的解释，为理解退火致脆和加工差异提供微观线索。
推荐理由：阶梯加载、重复循环和退火构成相互补充的证据，可拓展对材料响应取决于制备与加载历史的理解。
中科院物理所科研动态 双置换修复镁空位，改善Mg₃(Sb,Bi)₂热电材料与器件
物理所团队用微量金属氧化物触发原位双置换，释放活性镁并通过扩散填补晶格和晶界空位，中子衍射支持空位减少。8对发电模块在315 K温差下获得11.7%转换效率和1.0 W cm⁻²功率密度，制冷结果使用另一器件和测试条件，应分开比较。
中科院物理所科研动态精选 高熵钙钛矿构造中间带，在模拟太阳光下全分解水
物理所团队以高熵策略调控钙钛矿氧化物的电子结构，在单一材料内形成中间带和两步光激发通道。在无需外加助催化剂和牺牲剂的AM 1.5G模拟太阳光实验中，氢气与氧气产生速率分别为1.55和0.69 mmol·g⁻¹·h⁻¹，太阳能至氢能效率约1.34%。
推荐理由：具体增量是用化学无序构造中间带，在单一材料内部实现分步光激发，并保留无需助催化剂和牺牲剂的实验条件。
中科院物理所科研动态精选 β-Bi₂SeO₅薄膜显示稳健室温铁电性，极化翻转保持至单层
物理所与合作团队以分子束外延和紫外辅助氧化制备β-Bi₂SeO₅薄膜，观察到室温极化翻转，铁电性保持至单层极限。宏观测试给出的10 μC/cm²极化强度对应10 nm薄膜，不能直接当作单层测量值；铁电与光电耦合为器件提供材料研究方向。
推荐理由：把原子级薄膜极化稳定性与可控制备联系起来，能帮助教师区分材料物性、测量尺度和器件应用前景。
中科院物理所科研动态精选 LaCrGe₃磁性外尔半金属：旋转磁矩连续调控拓扑输运
物理所与北京师范大学团队结合结构表征、角分辨光电子能谱、电输运和计算确认LaCrGe₃的磁性外尔半金属特性，并用旋转外磁场调节磁矩取向和输运响应。计算给出呼吸畸变使外尔点从6对增至12对及转动时部分点移动、湮灭；观测到的反常霍尔电导内禀值约560 Ω⁻¹ cm⁻¹。
推荐理由：把晶格畸变、谱学与输运放在同一材料中比较，可作为磁性和电子运动关系的教师拓展；外尔点重构的细节部分来自理论计算。
中科院物理所科研动态精选 155 GPa下的镧氢化物：用量子传感成像237 K超导的迈斯纳效应
物理所联合团队用金刚石NV中心原位测量镧氢化物的局域磁响应，零场冷实验观察到磁屏蔽，场冷实验支持自发迈斯纳效应。充分退火样品在155 GPa下的转变温度为237 K，未充分退火样品为190–220 K；空间成像还显示超导与非超导区域共存。
推荐理由：以局域磁成像补充超导的磁性证据，便于区分磁屏蔽与场冷排磁；237 K结果必须和155 GPa及退火条件一起阅读。
中科院物理所科研动态 构筑空气稳定的二维超导材料Nb₂Pd₃Te₅及其准一维配对密度调制
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士研究团队的郭辉副研究员等成功构筑了一种具有准一维结构特征空气稳定的新型二维超导材料，并发现了与其准一维晶体结构相耦合的配对密度调制。 他们利用分子束外延技术，原子级精准制备了单层/双层Nb₂Pd₃Te₅薄膜，利用极低温（5 mK）强磁场扫描隧道显微镜/谱对该新型二维超导材料的原子结构、局域电子态和超导性质开展了系统研究，揭示了其独特的低维超导行为。 他们发现：1）新型Nb₂Pd₃Te₅在二维极限下呈现超导性：极低温扫描隧道谱测量表明，双层Nb₂Pd₃Te₅在约0.6 K以下出现超导能隙，证实该材料在原子级二维极限下具有本征超导性质；2）准一维配对密度调制：在超导态中，观测到Nb₂Pd₃Te₅的超导配对密度沿特定晶体方向的空间调制，该空间调制表现出于与晶格周期一致的准一维特征，表明其独特晶体结构能够深刻影响超导配对行为；3）该新型二维超导材料具有良好的空气稳定性。
中科院物理所科研动态 量子自旋液体的激发谱研究
2017年，他们提出嵌套张量重正化群方法，研究了笼目反铁磁海森堡模型的性质，证实其基态为无能隙自旋液体【PRL 118, 137202 (2017)】。 2019年，他们将自动微分技术引入到张量重正化群框架，建立了张量网络的微分编程框架【PRX 9, 031041 (2019)】。 2022年，他们通过单模激发张量重正化群计算，首次对三角晶格海森堡反铁磁体Ba₃CoSb₂O₉的自旋激发谱做出了定量精确的模拟，完美解释了中子散射实验结果，揭示了自旋波的强重正化效应和高能连续谱的起源【PRL 129, 227201 (2022)】。
中科院物理所科研动态 基于自旋空间群的磁序统一分类与共面偶波磁性预言
自旋空间群是描述磁性材料中自旋与空间对称性的数学工具，近年来在交错磁体（altermagnet）、p波磁体等新型磁有序态的发现中发挥了关键作用。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的T03团队，在自旋空间群（spin space group, SSG）完整列举的基础上，系统研究了其对实空间磁矩结构和动量空间电子自旋结构的约束，建立了一套统一的磁序分类框架，并基于此框架预言了新型的偶波非常规磁序。 上述成果以“Unified Symmetry Classification of Magnetic Orders via Spin Space Groups: Prediction of Coplanar Even-Wave Phases”为题，于2026年8月13日发表在《Physical Review X》上。
中科院物理所科研动态 具有多重空穴费米口袋的铜氧化物中高温超导电性与长程反铁磁序的共存
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的周兴江、赵林研究团队利用自主研制的高分辨激光角分辨光电子能谱，在三层Bi2223单晶表面的共生相区域中精准识别了七层铜氧化物超导体Bi2267，并开展了系统测量。 实验首次在该体系中观测到由多重空穴费米口袋构成的独特费米面拓扑结构，且各费米口袋呈现显著的动量依赖能隙。 该研究证明，即使在反铁磁长程有序区内部，仍存在极强配对并能实现75 K的高温超导电性，表明仅靠节点区域电子态即可实现强配对与高相干性，挑战了“反节点电子态为高温超导必要条件”的传统观点。
中科院物理所科研动态 对多层铜氧化物高温超导体的角分辨光电子测量揭示本征电子相图与电子配对机制
长期以来，极低掺杂浓度（<0.05）下体系究竟呈现绝缘性还是金属性，一直是核心争议之一。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的周兴江和赵林团队利用具有微米空间分辨和二维动量探测能力的高分辨激光角分辨光电子能谱，巧妙借助三层Bi2223样品中天然存在的不同层数共生相，通过大面积微区扫描，成功定位并探测了含5至8层CuO₂面的Bi系单晶微区，系统建立了极低掺杂下的本征电子结构。 结合平均场t-U模型，团队成功模拟了观测到的费米口袋与能带结构，进一步揭示配对相互作用与超交换自旋耦合机制密切关联，为理解铜氧化物超导配对机理提供了关键线索。
中国科学院科研进展 大连化物所开发的非贵金属燃烧催化剂在煤层气治理领域实现工业示范应用
近日，中国科学院大连化学物理研究所 团队开发出新一代非贵金属整体结构燃烧催化剂，并实现了规模化生产。 大连化物所能源环境工程研究中心围绕催化剂表界面精准调控，构建了多尺度活性位点设计与调控方法，实现了活性位点电子结构、几何构型及金属-载体相互作用的协同优化，提升了催化剂的本征活性及耐水、耐硫稳定性， 取得了系列研究成果。 基于这些成果开发的贵金属燃烧催化剂已应用于数十套 CO 和 VOCs 催化净化工业装置，实现了基础研究与工程应用的有效贯通。
中科院物理所科研动态 蓝宝石衬底上单层二硫化钼的非常规跨台阶生长
二维半导体材料能否突破台阶高度限制、实现超高台阶的跨越生长，是二维材料原子制造领域亟待解答的基础科学问题，同时也有望为可控应变工程与新型电子器件开辟全新技术路径。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心N07课题组的张养坤博士在杜罗军特聘研究员、张广宇研究员的指导下，联合杜世萱研究员，潘金波副研究员理论团队，揭示了单层二硫化钼在蓝宝石衬底上的非常规跨台阶生长。 研究团队成功在蓝宝石衬底上实现单层二硫化钼跨越高达10 纳米陡峭台阶生长，单层二硫化钼薄膜可如同 “悬空小桥” 一般，跨过超过自身厚度15倍的衬底台阶，颠覆传统薄膜外延的固有认知。
中科院物理所科研动态 铁磁极化金属态中实现超低电流磁矩自翻转
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心M03组沈保根院士团队的陈允忠研究员与陈沅沙副研究员联合国内外多个团队，在铁磁极化金属人工构筑及电控磁新原理方面取得进展。 实验上，团队实现了最低临界电流密度达2.5×10⁵ A∙cm⁻²的电流驱动磁矩自翻转（比典型重金属 / 铁磁异质结中临界电流密度降低约两个数量级），磁矩翻转最高比例可达 75 %。 该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及欧盟Horizon 2020研究与创新计划等项目支持，并得到稳态强磁场实验装置、上海同步辐射光源和怀柔综合极端条件实验装置等大科学装置支持。
中科院物理所科研动态 大面积铜锌锡硫硒薄膜光伏组件研究取得进展
近期，该团队在CZTSSe薄膜光伏组件研制方面取得重要进展。 基于该分子配位调控策略，研究团队开发了适合大面积器件制备的溶液刮涂技术，实现了10 cm²尺度CZTSSe薄膜的高均匀性制备。 基于该体系，研究团队制备的1 cm²级CZTSSe太阳电池获得14.2%的认证光电转换效率；进一步通过激光划线实现了10.5 cm²六节子电池串联组件的开发，并获得了13.0%的认证效率，创造了CZTSSe组件效率新的世界纪录，证明了CZTSSe光伏技术可持续放大和可产业化能力。
中科院物理所科研动态 超冷极性分子的团簇束缚及低维有效理论
近年来，因微波屏蔽技术的应用取得了重大进展，通过对碰撞损耗的有效抑制而成功实现了费米分子气体的量子简并和玻色分子气体的玻色-爱因斯坦凝聚。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心凝聚态理论与材料计算重点实验室T01组崔晓玲研究员和博士后施婷婷、博士生王海天等人在极性分子的少体团簇和有效理论方向取得了重要进展。 针对三维极性分子的长程各向异性相互作用，通过计入吸引方向之外的角向量子涨落，建立了该方向的一维有效理论，成功地将三维问题的求解有效简化为一维问题。
中科院物理所科研动态 双含氧前驱体提升钠离子铝基固体电解质离子电导率
近日，该研究团队创新性地引入“脱氧焓”作为热力学描述符，提出了“盐-氧”与“金属/非金属氧化物-氧”双含氧前驱体协同设计策略。 通过计算分析发现，单一氧源（NaClO或SeO₂）均存在显著局限；而将低脱氧焓的NaClO与中等脱氧焓的SeO₂协同使用，经300–400 ℃低温快速烧结，可成功制备出新型NACDO（0.6NaClO–AlCl₃–0.175SeO₂）固体电解质。 该研究得到了北京市自然科学基金青年基金重点项目（项目编号：JQ25009）、中央科技委抢占科技制高点专项（项目编号：LDES15 0000）、国家自然科学基金（项目编号：52394170–52394174、52521001）等支持。
中科院物理所科研动态 基于强激光自发聚焦的高亮度逆康普顿散射γ光源研究
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心HX-L05组李玉同研究员团队与上海交通大学陈黎明教授团队合作，依托怀柔综合极端条件实验装置（SECUF）-超快X射线动力学实验站，提出并实验验证了一种“镀膜等离子体镜”创新方案，大幅提高了γ射线的产生效率和亮度。 团队在100TW、400TW两种激光条件下，进行了有/无镀膜的平面等离子体镜对照实验，如图（c-e）所示。 在100 TW激光条件下，镀膜PM将与电子碰撞时的激光强度 a i 从未镀膜的2.9提升至4.5；实验中，ICS光子产额提升约6倍，光子临界能量~39 MeV，激光 - 辐射能量转换效率比无镀膜时提升近1个数量级。
中科院物理所科研动态 莫尔平带的超导与量子度规
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件实验室N07课题组张广宇研究员、杨威特聘研究员团队，与香港科技大学罗锦团教授团队理论合作，开展了交替转角四层石墨烯莫尔平带中的超导及其调控研究。 他们实验构筑了高质量的交替转角四层石墨烯莫尔超晶格双栅器件，实现了电场可调的二维超导效应。 该研究得到北京市自然科学基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家科技重大专项、中国科学院先导专项等项目支持。
中科院物理所科研动态 对量子霍尔铁磁体中局域电导与化学势的同步纳米级成像
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士团队对多层石墨烯中的量子霍尔同位旋铁磁态开展了系统性的深入研究。 该研究团队创新性地研发了一种名为扫描电导化学势显微镜（scanning conductivity and chemical potential microscopy, SCCM）的新技术——简单说，就是将扫描微波阻抗显微术（sMIM）与开尔文探针力显微术（KPFM）两套功能集成到同一个低温强磁场扫描探针平台上。 利用这套装置，他们研究了2+2转角石墨烯（即两层石墨烯与另外两层石墨烯以特定角度扭转堆叠而成的体系）中多体朗道能级演化行为，首次在纳米尺度上同时拍下了局域电导率和局域化学势的“图像”。
中科院物理所科研动态 高压下发现首个二维范德华重费米子超导体
然而，二维范德华重费米子体系非常少见，近期发现的范德华层状重费米子金属CeSiI为实现该目标提供可能，其在常压下具有近藤相干态和长程反铁磁序，但超导电性尚未被发现。 该研究首次在二维范德华重费米子体系CeSiI中实现了压力驱动的超导电性，并构建了包含近藤相干态、反铁磁有序、量子临界行为与非常规超导的完整相图。 该研究受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院PIFI杰出团队、青促会优秀会员、抢占科技制高点超导专项等项目以及国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置(SECUF)”的支持。
中科院物理所科研动态 稀土增强荧光识别二维晶体纳米点缺陷
二维材料具有优异的电学和光学性质，是下一代电子与光电子器件的重要候选材料。 随着大面积、高质量二维单晶制备技术不断发展，如何快速、灵敏、无损地识别其中普遍存在的纳米点缺陷，成为材料质量评价和规模化器件集成的关键问题。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心SF01组的白雪冬课题组的王理等人提出一种基于稀土增强荧光的二维晶体纳米点缺陷识别方法。
中科院物理所科研动态 碳纳米管网络增韧金刚石复合材料研究进展
近期，中国科学院物理研究所怀柔研究部HX06组于晓辉研究员团队与北京航空航天大学等单位合作，在金刚石复合材料“外部增韧”策略上取得突破。 研究团队巧妙地利用金刚石微粉在高压下的不均匀应力分布，在15 GPa和2000 °C烧结条件下，在金刚石基体中构建了三维连续碳纳米管网络与金刚石框架相互贯穿的复合结构，并在界面处实现了原子尺度的 sp²-sp³ 共价键合，从而有效解决了载荷传递效率低和结构连续性不足两个关键难题。 该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划以及国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”（SECUF）的大力支持。
中科院物理所科研动态 一维等离激元光子晶体中Jackiw-Rebbi态研究
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件实验室N10课题组基于Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型，设计了一种一维金属-介质光栅结构，并首次在等离激元体系中成功实现了高度局域的JR态。 该研究成果以“Highly Localized Plasmonic Jackiw-Rebbi State from a Topological Phase Transition”为题于2026年7月6日在线发表在《Nano Letters》上。 文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c02078 图 等离激元系统中拓扑JR态的原理与实验验证。
中科院物理所科研动态 实现单向电荷密度波的可逆切换与滞回调控
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士团队在磁性笼目金属GdTi₃Bi₄中开展了系统性地深入研究，通过极低温强磁场扫描隧道显微镜/谱技术，发现了双畴电荷密度波，且首次实现了电荷密度波条纹取向的原位可逆可控切换，并揭示了旋转磁场通过调控反铁磁自旋构型驱动电荷密度波取向切换的自旋-电荷耦合机制。 其主要创新性工作包括：1. 发现了GdTi₃Bi₄解理面上周期为3a₀×1a₀的单向电荷密度波，该调制存在两类相差60°的取向畴Q₁和Q₂，并由清晰的畴壁分隔；2. 发展了基于旋转面内磁场的单向电荷密度波取向调控方法，实现了Q₁和Q₂构型之间的可控、可逆切换，揭示了该切换过程具有C2对称性和高度重复性；3. 构建了电荷密度波取向随磁场方向演化的完整相图，观测到约50°的角向滞回窗口，并与面内反铁磁畴相图建立直接对应关系，揭示了自旋介导的滞回切换机制。 相关成果以“Spin-mediated hysteretic switching of unidirectional charge
中科院物理所科研动态 突破传统认知！破解多体局域化纠缠增长的非单调之谜——基于“构建-移动”图像的量子纠缠动力学统一新框架
近日，为了解构这一复杂过程并剥离出系统内在的纠缠处理能力，中国科学院物理研究所张士欣和李自翔研究团队革新了研究范式：将目光投向了已经具备体积律纠缠的“部分热化态”。 通过新框架的透视，团队成功破译了这一现象的根源：MBL 动力学本质上是“移动主导”的。 其预测的独特动力学特征也为近期量子模拟平台上的实验验证提供了明确的目标。
中国科学院科研进展 广州能源所高温蒸汽热泵技术研发取得新突破
中国科学院广州能源研究所地热能与节能技术研究中心科研团队研发的150℃蒸汽热泵机组近期试机成功，为工业脱碳提供了高效解决方案。 现有超过120℃的蒸汽热泵大多采用“蒸汽热泵+蒸汽压缩机”的技术路线，不仅需要复杂的多系统耦合，且设备价格高、能效低，工业场景中的大规模推广受到限制。 针对这一行业痛点，广州能源所地热能科研团队研制的150℃蒸汽热泵机组 近期试机成功 。