科大资讯｜近期科研成果速览（上）

本期目录

中国科大在二维铁电Rashba半导体材料中取得新进展中国科大首次实现基于里德堡原子临界增强的高灵敏微波传感中国科大揭示原子分子中类FANO共振新机理中国科大建立“气液界面研究”的新实验方法中国科大在钙钛矿薄膜制备及发光器件研究中取得重要进展中国科大在大量程纳米位移光学感测研究方面取得新进展

1中国科大在二维铁电Rashba半导体材料

中取得新进展    近日，中国科大杨金龙教授课题组胡伟团队在二维铁电Rashba材料领域取得进展，研究成果以题为“High-Throughput Inverse Design for 2D Ferroelectric Rashba Semiconductors”发表在Journal of the American Chemical Society上。

图. 同时具有Rashba效应和铁电性的二维半导体材料的筛选流程

   中国科学技术大学杨金龙教授和胡伟研究员为共同通讯作者，化学与材料科学学院学生陈佳佳为第一作者。研究工作得到了基金委、科技部和中科院等项目的资助。新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/80735.htm

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c08827

2中国科大首次实现基于里德堡原子临界

增强的高灵敏微波传感

   我校郭光灿院士团队在基于相变的精密测量上取得新进展。该团队史保森、丁冬生课题组与丹麦奥尔胡斯大学的Klaus Mølmer教授和英国杜伦大学的Charles S. Adams教授合作，利用强关联系统的相变提高了里德堡原子对微波电场测量的精度和灵敏度，相关成果以“Enhanced metrology at the critical point of a many-body Rydberg atomic system”为题发表在国际知名学术期刊《Nature Physics》上。

   该工作得到了审稿人的高度评价：“该实验真正具有开创性，具有重大的潜在影响，因为它为开发基于强相互作用多体系统的新一代量子传感器打开了大门。”，“49 nV/cm/sqrt(Hz)的灵敏度令人印象深刻，很好地表明了这种方法在计量方面的潜在应用。”

图. 第一行为少体无相变时的能级图(a)，电磁诱导透明透射谱曲线(b)，第二行为多体情况下的能级图，透射谱曲线。多体相对于少体，在上能级分布上具有加宽的现象，透射谱在临界点附近更加陡峭，相当于一把频域上刻度更加细的尺子，因此可以更高精度地测量微波电场。

   中科院量子信息重点实验室丁冬生教授与博士研究生刘宗凯为本文的共同第一作者，丁冬生教授、史保森教授、丹麦奥尔胡斯大学的Klaus Mølmer教授和英国杜伦大学的Charles S. Adams教授为本文的共同通讯作者。该成果得到了科技部、基金委、中科院、安徽省重大科技专项以及中国科学技术大学的资助。新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/80691.htm

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41567-022-01777-8

Nature Physics News & Views:

https://www.nature.com/articles/s41567-022-01785-8

3中国科大揭示原子分子中类FANO共振

新机理    我校郭光灿院士团队与胡水明教授团队合作，在原子、分子精密测量研究领域取得新进展。他们揭示了原子分子精密光谱测量中的一种类Fano共振的新机制，发现在驻波场中对超窄线宽跃迁的激发会受到远失谐的强跃迁的影响，这对基于原子分子超窄跃迁的精密测量（如原子光钟、量子存贮等）将产生重要的影响。相关成果10月10日以“Fano-like resonance due to interference with distant transitions”为题在线发表于物理著名期刊《Physical Review Letters》上。

   审稿人对该工作给予了高度评价：“The work is important and the conclusions are convincing.”(这项工作很重要，结论也很有说服力); “Since this mechanism appears to be new in the literature and may play a significant role in existing studies of HD and other molecules”（由于这是一种未被文献报道的新机制，可能在HD和其他分子的现有研究中发挥重要作用）。

图：NFR机制原理示意图。(a)运动的分子与驻波相互作用吸收谱的示意图；(b)分子的能级结构示意图；(c)-(d)分别为实验室坐标系下与分子坐标系下的简化能级结构示意图

   中科院量子信息重点实验室研究生吕亚男，合肥国家实验室刘安雯副教授以及谈艳副研究员为该论文的共同第一作者，孙羽副研究员、邹长铃教授、胡水明教授为论文通讯作者。本工作得到了国家重点研究研发项目、国家自然科学基金、中科院先导专项、中央高校基本科研业务费专项资金的资助。新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/80712.htm

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.163201

4中国科大建立“气液界面研究”的新实验

方法    气液界面的微观结构及动力学是认识物质世界的重要内容，但一直是实验研究的难点。质谱是一种有效且被广泛使用的分析方法。在采用加热或激光、电子碰撞气化（脱附）取样以及电喷雾等技术的质谱中，往往破坏了气液界面处的样品分子及其团簇结构，无法实现原位物质及其分布的探测。如果将液体样品直接导入真空腔室中进行质谱检测，有望解决上述挑战。但是，检测中还存在一个不可避免的困难：如何在质谱上识别源于液体挥发气体、气液界面或液体内部的离子信号？

   近期，我校田善喜教授应邀在《Accounts of Chemical Research》的“Electron Impact with the Liquid-Vapor Interface”论文（Acc. Chem. Res.2022,10.1021/acs.accounts.2c00428；第一作者为博士生 陈子伟）中报道了本研究组的初步研究进展。

图. 时间延迟串联质谱仪（上）和正丙醇液体的时间延迟质谱（下）

   时间延迟质谱不仅是气液界面微观结构和化学反应动力学领域的一套全新实验方法，还将用于海洋气溶胶形成、生命物质和手性起源等重要科学问题的探索以及高能辐射损伤机制研究。后者对液体样品（特别是溶液中生物分子）的电镜、超快电子和X射线散射等具有重要参考价值。

   这一成果得到了合肥微尺度物质科学国家研究中心、科技部和国家自然基金委的资助。新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/80713.htm

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.2c00428

5中国科大在钙钛矿薄膜制备及发光器件

研究中取得重要进展    近日，中国科学技术大学物理学院肖正国教授课题组与南京工业大学王建浦教授、王娜娜教授课题组合作，在钙钛矿薄膜制备及发光器件研究中取得重要进展。钙钛矿材料因其优异的光电特性在太阳能电池、LED、光电探测器等领域有重要的应用前景。钙钛矿薄膜的成膜质量和微观结构对光电器件的性能起着至关重要的作用。该研究团队通过在钙钛矿表面形成的纳米结构，增加了光子在薄膜表面的散射，实现钙钛矿LED器件效率极限的突破。相关成果以“Overcoming the Outcoupling Limit of Perovskite Light-emitting Diodes with Artificially Formed Nanostructures”为题发表在《先进材料》上。

图. 不同钙钛矿薄膜表面光子取出的示意图（a）。不同反溶剂制备的钙钛矿LED的光取出效率（b）以及器件效率（c）

   我校物理学院肖正国教授与南京工业大学王建浦教授、王娜娜教授为该论文的共同通讯作者。物理学院博士后陈文静、硕士生陈甲、黄总铭以及南京工业大学博士生顾良慧为该论文的第一作者。本项研究得到国家自然科学基金委、中央高校基本科研业务费专项资金、以及合肥综合性国家科学中心能源研究院的资助。

新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/80714.htm

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202207180

6中国科大在大量程纳米位移光学感测研究

方面取得新进展    近日，中国科学技术大学微纳光学与技术课题组王沛教授和鲁拥华副教授在大量程纳米位移光学感测研究方面取得重要进展。课题组利用光学超表面（metasurface）设计了一种简捷的光场偏振态空间编码，结合精巧的光学系统设计，发展了一种大量程（百微米量级）、高灵敏（亚纳米）、简捷实用的位移感测技术。该研究成果10月12日以“Ultrasensitive and long-range transverse displacement metrology with polarization-encoded metasurface”为题发表在《科学进展》上。

图.  偏振编码超表面位移感测系统示意图和实验测试结果

   与基于光学天线散射的纳米位移感测技术不同，这项研究工作在保持亚纳米的位移感测精度的同时，极大地拓展了感测的量程，而且，通过光强读出位移信息，具有可工程化、简单可靠且精度高的特点，为其在叠对误差测量等位移感测领域的实际应用带来便捷。

   光电子科学与技术安徽省重点实验室的臧昊峰、席铮特任教授和张植宇为该论文的共同第一作者，鲁拥华副教授和王沛教授为共同通讯作者。该工作得到了科技部重点研发项目、国家自然科学基金区域创新发展联合基金和先进激光技术安徽省实验室主任基金的经费资助。新闻链接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/80707.htm

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1973

信息来源：中国科大新闻网

本期编辑：刘雨嫣