近期科研速览（上）

HaHa

本期目录
1.成功制备可加速骨修复的植入物材料
2.设计出基于体相肖特基结构的便携式辐射探测器
3.实现量子格里菲斯相的有效调控
4.发现磁性外尔半金属中霍尔洛伦兹数反常增强现象
5.实现高密度高可靠性金刚石光学信息存储
6.实现合成气到乙醇的高效定向合成
7.在紫外波段单光子激光雷达方向取得新进展
8.实现碳化硅中改性双空位色心的鲁棒共振激发
9.发现软晶格无机固体中的普拉托-瑞利不稳定性现象
10.提出触觉感知新方法

1
成功制备可加速骨修复的
植入物材料

中国科学技术大学吴征威特任研究员团队和中南大学湘雅医学院邓幼文教授团队利用等离子体浸没离子注入（PIII）技术成功制备了含有钴元素的钛基骨植入物，这类植入物在无需摄入外源性重组蛋白或抗生素的条件下，依然具有降低感染并加速骨修复的功能，为骨骼疾病提供了潜在的治疗方案。





图：Co- Ti共承载钛设计的复杂系统以促进病变骨缺损的再生
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89883.htm
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409200

2
设计出基于体相肖特基结构的
便携式辐射探测器

合肥微尺度物质科学国家研究中心、中国科学技术大学物理学院、中国科学院强耦合量子材料物理重点实验室的肖正国教授课题组，创新性地设计并制备出一种体相肖特基结构。该结构利用多孔碳电极与填充在其内部的钙钛矿半导体形成。体相肖特基结将辐射探测器中的电荷传输距离降低了两个多量级，钙钛矿辐射探测器在低电压下也能实现高灵敏度，这一突破标志着向便携式辐射探测器的广泛应用迈出重要一步。





图：传统层状结构探测器示意图（a）、体相肖特基结探测器结构示意图（b）、碳电极/钙钛矿界面处的肖特基结示意图（c）、碳电极/钙钛矿复合膜的照片（d）和SEM下的截面形貌（e）、体相肖特基结辐射探测器在不同偏压下的灵敏度（f）、自制的便携式X射线报警装置（g）、脉冲X射线下的工作稳定性（h）、长期储存稳定性（i）。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89849.htm
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54594-3

3
实现量子格里菲斯相的
有效调控

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心国际功能材料量子设计中心和物理系中国科学院强耦合量子材料物理重点实验室曾长淦教授研究组与北京师范大学刘海文教授合作，在量子相变研究领域取得了重要进展。研究团队首次在同一体系中同时观测到正常与反常量子格里菲斯相，并通过控制量子涨落实现了对这些相的有效调节。





图：（a）量子格里菲斯相（QGP）示意图。（b）反常QGP磁场与温度的相图示意图。（c）正常QGP磁场与温度的相图示意图。（d）垂直场下反常量子格里菲斯奇异性（有效临界指数zν从高场一侧接近无限随机量子临界点Bc%2A时发散），插图为LaAlO₃/KTaO₃%28110%29器件示意图。（e）平行场下正常量子格里菲斯奇异性（zν从低场一侧接近无限随机量子临界点Bc%2A时发散）。（f）栅压对反常QGP中反常相边界的温度和磁场范围的调节。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89844.htm
论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp1402

4
发现磁性外尔半金属中
霍尔洛伦兹数反常增强现象

中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心、物理学院、中国科学院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉院士、项子霁教授研究团队与中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心周建辉研究员合作，通过横向电输运、热输运测量在磁性外尔半金属NdAlSi中发现显著增强的霍尔洛伦兹数及相应的反常形式维德曼-弗兰兹定律偏离，揭示其形成机制与近藤型散射有关。该结果为理解磁性拓扑材料中自旋与电荷自由度复杂相互作用提供了重要启示。





图：磁性外尔半金属NdAlSi的热霍尔效应和异常增强的霍尔洛伦兹数。a, b,4 K温度测量的横向热导率（a）与分析得到的霍尔洛伦兹数（b）；c, d,同a, b,测量温度15 K；e,横向热输运偏离维德曼-弗兰兹定律的温度范围；f,霍尔洛伦兹数随温度的变化关系；g,近藤散射导致的弛豫时间和输运函数能量分布。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89827.htm
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54632-0

5
实现高密度高可靠性金刚石
光学信息存储

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚、夏慷蔚等人在光学信息存储领域取得重要进展。研究团队提出并发展基于金刚石发光点缺陷的四维信息存储技术，该技术具备面向实际应用所需高密度、超长免维护寿命、快速读写等关键特性，有望为“数据大爆炸”信息时代所亟需的新一代绿色高容量信息存储提供解决方案。





图：（a）金刚石信息存储概念图;（b）多次读出后荧光信号的稳定性表征;（c）高密度堆叠下信息存储单元扫描成像结果;（d）通过荧光强度复用实现的色彩图案存储;（e）实验使用的单个飞秒脉冲表征;（f）通过超分辨显微镜观察单个荧光存储单元尺寸，存储单元荧光信号为负信号；（g）四维信息存储数据展示。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89821.htm
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01573-1

6
实现合成气到乙醇的
高效定向合成

中国科大路军岭教授、王恒伟特任副研究员团队与刘进勋教授团队合作，发展了双界面协同串联催化新策略。研究团队通过原子精准级构筑功能互补的FeOx-Rh-ZrO2双界面催化剂，在合成气直接催化转化制乙醇研究中取得重大突破，实现了高转化率、高选择性和高稳定性乙醇定向合成。





图：双界面协同催化微观机制。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89780.htm
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01824-w

7
在紫外波段单光子激光雷达
方向取得新进展

中国科学技术大学张军等联合南京大学陆海、张荣团队在紫外波段单光子激光雷达方向取得新进展，通过设计制备基于4H-SiC材料的单光子雪崩光电二极管，发展主动淬灭主动恢复读出电路技术，研制出具有实用价值的紫外半导体单光子探测器，利用该探测器首次实现了单光子差分吸收臭氧激光雷达系统，并实现1~3.5km高度范围内的臭氧浓度监测。





图：单光子差分吸收臭氧激光雷达系统。%28a%29原理图；%28b%29臭氧浓度连续观测结果。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89786.htm
论文链接：
https://doi.org/10.1063/5.0232210
https://doi.org/10.1063/5.0157862
https://doi.org/10.1063/5.0137823

8
实现碳化硅中改性双空位色心的
鲁棒共振激发

中国科学技术大学郭光灿院士团队在碳化硅色心的制备和低温共振激发研究方面取得重要进展。该团队李传锋、许金时等人利用聚焦氦离子束注入结合二次退火技术，成功制备出单个碳化硅双空位色心阵列，并发现其中一类改性的双空位色心%28PL6%29具有鲁棒的共振激发谱和低的光电离速率。这一成果对于推动基于碳化硅色心的量子网络应用具有重要意义。





图：实验结果。图a单个双空位色心阵列的共聚焦荧光扫描图；b单个PL6色心在3小时内的时间分辨光致发光激发谱；c单个PL6色心的角分辨共振激发谱；d单个PL4和PL6的在相同激发功率下光电离速率的比较；e不同制备方法得到单个PL6的共振激发谱线宽；f不同制备方法得到单个PL6的自旋相干时间。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89785.htm
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53662-y

9
发现软晶格无机固体中的
普拉托-瑞利不稳定性现象

中国科学技术大学俞书宏院士团队在一类银基硫属化合物（Ag2E，E = S或Se）软晶格离子晶体中发现了类似于传统流体的普拉托-瑞利不稳定性（Plateau-Rayleigh instability）现象，并以此建立了受表面能与界面能共同调控的自限制化学转化新方法，实现了一维周期性同轴异质纳米线的精准普适合成，丰富和发展了无机纳米异质结构的精准合成方法学。





图：（a）银基硫属化合物中的普拉托-瑞利不稳定性：通过阳离子交换反应构建的Co9S8@Ag2S核壳纳米线进一步自限制性转化为-[Co9S8@Ag2S]-Co9S8-周期性同轴异质纳米线。（b）原位加热实验捕捉银基硫属化合物中的普拉托-瑞利不稳定性；（c-d）拓扑转变可控构筑周期性异质纳米线材料库。
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89775.htm
论文链接：

https://doi.org/10.1021/jacs.4c11866

10
提出触觉感知新方法

中国科学技术大学工程科学学院、人形机器人研究院董二宝副教授课题组联合香港城市大学于欣格副教授团队提出了一种基于柔性光栅结构色的触觉感知新方法，在触觉传感器的触点定位分辨率和力识别精度等综合性能上实现了重要突破，展现出广阔的应用前景。





图：基于柔性光栅结构色的触觉感知方法示意图
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/89773.htm
论文链接：

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwae413/7901371




来源：中国科大新闻网
编辑：华蕾
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