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科研工作捷报频传，学院师生在基础科学前沿与关键技术领域取得一系列突破性成果，涵盖高能量密度物理、量子物理、凝聚态物理、先进功能材料等多个方向，多篇研究论文发表于《自然》（Nature）、《先进材料》（Advanced Materials）、《物理评论快报》(Physical Review Letters，简称PRL)等国际顶级学术期刊，彰显了学院在前沿科学探索中的强劲实力。
1. 1月8日，杨森教授团队实现了通过特征插补和特征工程建立了合金成分与相变之间的可解释关系。采用机器学习进行高效预测实现高精度筛选出具有期望熵变和磁转变温度的潜在NiMn基Heusler合金，成果发表于Rare Metals
2. 1月23日，任雪光教授团队通过研究分子间双重库仑衰变机制揭示生物辐射损伤新路径，成果发表于PRL
3. 2月4日，栗建兴教授团队在相对论电子激发原子核巨共振研究取得重要进展，成果发表于PRL
4. 2月6日，先进功能材料与器件物理团队实现了有源激光器在硅基光芯片的异质集成，成果发表于Laser & Photonics Reviews
5. 2月13日，先进功能材料与器件物理团队揭示了高熵氧化物的多元素协同作用与微波吸收特性之间的本构关系，成果发表于Advanced Functional Materials
6. 2月19日，栗建兴教授团队在相对论轻子束自旋操控方面取得重要进展，成果发表于PRL
7. 2月19日，王喆教授团队在二维磁性半导体器件方面取得重要进展，成果发表于PRL
8. 2月19日，杨森教授团队在形变诱导的多光学形态弹性体领域取得重要进展，成果发表于ACS Nano
9. 3月1日，杨森教授团队成功构建了Heusler合金中的准同型相界，实现了正负应变及近零应变的精准调控，成果发表于Rare metals
10. 3月10日，杨生春教授、梁超研究员及其团队构建出一个单原子Fe位点与高熵原子团簇(HEACs)耦合协同催化系统，成果发表于Science Bulletin
11. 3月21日，刘博教授团队在测定手性破缺非厄米拓扑相图上取得重要进展，成果发表于PRL
杨森教授团队在AI辅助磁相变材料设计领域取得重要进展
杨森教授团队通过采用机器学习探索了合金成分与磁热效应之间的关系，并通过特征插补成功建立了合金成分与相变类型之间的极致梯度提升决策树机器学习模型。这一成果将相变类型首次引入到磁热效应的预测当中，解决了NiMn基Heusler合金磁热效应高精度预测难题，实验验证机器学习模型的可靠性，推动室温磁制冷技术实用化。
相关成果以“Accurate prediction of magnetocaloric effect in NiMn-based Heusler alloys by prioritizing phase transitions through explainable machine learning”为题，于2025年1月8日发表在《Rare Metals》。
论文链接：//link.springer.com/article/10.1007/s12598-024-02953-w
任雪光教授团队通过研究分子间双重库仑衰变机制揭示生物辐射损伤新路径
任雪光教授团队与合作者建立了电子碰撞和强场飞秒激光电离相结合的实验方案，发展生物分子团簇束源技术、多粒子符合动量成像方法，在实验上揭示了生物分子二聚体分子间双重库仑衰变机制。
相关成果以“Experimental Evidence for Double Intermolecular Coulombic Decay in Bio-Relevant Molecular Dimers”为题，于2025年1月23日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：//journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.033001
栗建兴教授团队在相对论电子激发原子核巨共振研究取得重要进展
栗建兴教授团队与兰州大学核科学与技术学院牛一斐教授团队合作，针对核物理中长期存在的电子激发核巨共振中的角动量转移机理难题，发展了一种角动量分辨的非弹性散射理论，提出了基于电子探针调控原子核巨多极共振的新方案，为传统核结构研究提供了新的视角。
相关成果以“Angular Momentum Resolved Inelastic Electron Scattering for Nuclear Giant Resonances”为题，于2025年2月4日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：//link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.052501
张楠研究员和梁超研究员在硅基光芯片上实现了高性能钙钛矿微盘激光器的单片集成
张楠研究员、梁超研究员联合澳门大学邢贵川教授利用连续谱束缚态（BIC）原理，在硅基光芯片上实现了高性能钙钛矿微盘激光器的单片集成。成果以“Silicon-Integrated Perovskite Photonic Laser Based on Bound States in Continuum”为题，于2025年2月6日发表在《Laser & Photonics Reviews》。
研究团队通过聚焦离子束纳米加工技术，在绝缘体上硅（SOI）衬底制备了超光滑侧壁的钙钛矿微盘结构，利用BIC机制成功抑制了高折射率硅衬底导致的光泄漏损耗，实现了近红外波段（波长~822 nm）的激光发射，品质因数（Qlaser）高达4850，并验证了可见光波段（CsPbBr₃绿光）的可行性。该设计克服了传统III-V族半导体与硅集成的晶格失配和复杂工艺限制，为钙钛矿光源与硅基光子芯片的规模化集成提供了新方案。该成果推动了钙钛矿纳米光子学与微电子平台的融合，为下一代集成光通信、传感和计算系统的发展奠定基础。
论文链接：//doi.org/10.1002/lpor.202401327
孔春才教授团队在高熵氧化物电磁吸波材料领域取得重要突破
孔春才教授联合北京控制工程研究所、华中科技大学等单位，提出了一种基于等离子体诱导几何工程的高熵氧化物复合材料设计新策略，成功制备出具有精确纳米形貌控制的截角八面体HEO/RGO吸波材料，其电磁波最低反射损耗高达−57 dB，并具备优异的宽频吸收能力。相关成果以“Plasma‐Induced Geometry Engineering in High‐Entropy Oxide Composites for Superior Electromagnetic Absorption”为题，于2025年2月13日发表在《Advanced Functional Materials》。该研究首次通过超快等离子体加热实现HEO在RGO片层上的可控生长与几何调控，揭示了金属离子比例对晶体形貌与吸波性能的决定作用，并构建了从单金属到五金属的系统演化图谱。
该研究不仅在基础机理上深入解析了高熵多元素协同机制，还系统探讨了高熵氧化物的多元素协同作用与微波吸收特性之间的本构关系，并提出了吸收机理。此外，通过实际无线充电实验与雷达散射截面模拟，证明了该材料在电磁兼容设计与隐身涂层中的巨大应用潜力，延迟无线充电时间和在整个探测角度下RCS的模拟值小于−10 dBm2进一步证明了其在实际应用场景中的耗散能力。该研究不仅丰富了轻质高效吸波材料的种类，而且对HEOs的新型结构设计具有指导意义。该工作标志着我国在高性能吸波材料结构调控与功能优化领域的重要突破，为后续高熵功能材料的可控制备与工业应用提供了全新思路。
论文链接: //doi.org/10.1002/adfm.202425262
栗建兴教授团队在相对论轻子束自旋操控方面取得重要进展
栗建兴教授团队针对相对论轻子束在超快时间尺度下的自旋操控难题，发展了基于太赫兹波导管的相对论轻子自旋演化理论，提出了利用太赫兹波导管实现轻子束超快自旋旋转方案。
相关成果以“Ultrafast Spin Rotation of Relativistic Lepton Beams via Terahertz Wave in a Dielectric-Lined Waveguide”为题，于2025年2月19日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：//doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.075001
王喆教授团队在二维磁性半导体器件方面取得重要进展
王喆教授团队使用铁磁金属Fe3GeTe2和铁磁半导体CrBr3设计并制作了一种新型的二维混合自旋过滤器。因为两种磁性材料之间没有磁耦合，混合自旋过滤器的出非易失性且磁电阻可达100 %。此外，研究发现偏压可以调控自旋注入的极性从而使隧穿磁电阻发生正负变化。研究团队提出铁磁半导体中自旋极化率的计算方式及扩展的Jullière模型，较为完善地解释了实验观测现象。该研究为开发基于磁性半导体的新型自旋电子器件提供了新方案，有望促进新型非易失性存储器和新型存算一体化的发展。
相关成果以“Large Tunneling Magnetoresistance in Nonvolatile 2D Hybrid Spin Filters”为题，于2025年2月19日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：//doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.077001
杨森教授团队在形变诱导的多光学形态弹性体领域取得重要进展
杨森教授团队针对能够协同调控刺激响应矩阵、物理光调制结构与化学发光单元的一体化设计策略的难题，提出了集成透射光、散射光、荧光（FL）和室温磷光（RTP）的多模式光学信号响应系统构建策略。通过高温煅烧包覆荧光碳点（CDs）的单分散SiO₂纳米球（SiO₂NPs），成功制备出兼具单分散特性、均匀球形形貌与长寿命室温磷光的RTP-SiO₂NPs，实现了物理光调制结构与化学发光的有效兼容。进一步将RTP-SiO₂NPs与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合，构建了多光学形态集成的弹性体（MOME）。通过协同利用MOME的光散射调制特性及其形变依赖的FL/RTP发光特性，研究人员系统探索了该材料作为光学传感装置在水下管道位移偏差、泄漏检测、泄漏速率评估、管道膨胀及局部异常凸起等工况的实时可视化感知与监测应用。该研究成果为多模式光学集成器件的设计提供了突破性解决方案。
该工作以“Deformation-Induced Multioptical Morphology Elastomer Constructed from Phosphorescent Nanospheres for Underwater Mechanical Sensing”为题，于2025年2月19日发表在《ACS Nano》。
论文链接：//doi.org/10.1021/acsnano.5c00828
杨森教授团队在磁致伸缩领域取得重要进展
在磁致伸缩材料研究领域，杨森教授团队近日取得了突破性进展，相关成果以“Magnetism-structure triple point morphotropic phase boundary and resulting W-type magnetostrictive effect in Ni50Mn34Sb16−xGax Heusler alloys”为题，于2025年3月1日发表于《Rare Metal》。该项研究聚焦于一种特殊的晶体结构边界——准同型相界。在这一结构临界区域，研究人员发现了两种不同结构（7M马氏体与NM马氏体）的共存现象，并在此基础上观测到一种具有正负可调特性的“W型磁致伸缩效应”。
该研究通过构建具有不同磁响应结构共存的准同型相界，实现对Ni50Mn34Sb16−xGax合金磁致伸缩性能的灵活调控。发现在两相共存的准同型相界区域，存在正负应变交替共存的“W”型磁致伸缩效应。而该研究不仅揭示了磁性与晶体结构耦合作用的微观机制，还提出了一种基于准同型相界调控磁致伸缩性能的新策略。通过调控合金成分和相界结构，能够实现对磁致伸缩应变的方向性与幅值的精准控制，为未来设计具有多功能响应特性的智能材料提供了理论依据和实践路径。这一成果为磁致伸缩材料的设计与调控提供了新的思路，也为拓展其在传感、驱动、能量转换等领域的应用奠定了坚实基础。
论文链接：//link.springer.com/article/10.1007/s12598-024-03116-7
杨生春教授、梁超研究员团队在高活性电催化剂研究中取得重要突破
杨生春教授、梁超研究员及其团队在高活性电催化研究中取得了重要突破。相关成果以“Spin Polarization Regulation of Fe-N4 by Fe3 Atomic Clusters for Highly Active Oxygen Reduction Reaction”为题，于2025年3月10日发表在《Science Bulletin》。该研究实现了高熵原子团簇调控Fe-N4的d轨道电子，从而在氧还原反应（ORR）中表现出优异的活性和耐久性。
研究团队通过结合后吸附和二次热解技术，构建了一个单原子Fe位点与高熵原子团簇(HEACs)耦合协同催化系统。理论计算表明，HEACs的加入导致了Fe-N4的三维轨道构型的再杂化，这种再杂化助于平衡含氧中间体的吸附/解吸能。研究揭示，HEAC/Fe-NC体系在OH*解吸过程中展现出了优异的ORR性能。同时，扩散激活势垒与构型熵的协同作用大大提高了HEAC/Fe-NC的结构稳定性，增强了其耐久性。该研究为调节金属单原子催化剂的电子结构提供了新的策略，并为开发高活性电催化剂开辟了新的研究路径。
论文链接：//doi.org/10.1016/j.scib.2025.02.041
刘博教授团队在测定手性破缺非厄米拓扑相图上取得重要进展
刘博教授团队在实验上实现了手征对称性破缺的非厄米光学系统，并通过统计矩的探测，标定了手性破缺系统的非厄米拓扑相图，确立了新型体-边界对应。相关研究成果以“Nonchiral Non-Bloch Invariants and Topological Phase Diagram in Nonunitary Quantum Dynamics without Chiral Symmetry”为题，于2025年3月21日发表在《Physical Review Letters》。
研究团队通过在光学系统中引入耗散的方式，实现了非厄米性与手征对称性的联动调控。与手性保持的非厄米系统不同，传统的拓扑理论并不能很好地描述这一系统中的非厄米拓扑现象。为此，团队引入了一种新型的非手性非布洛赫拓扑数，并在实验上通过探测统计矩的方式，测定了该系统的非厄米拓扑相图，为进一步研究新奇非厄米拓扑现象，架构对称性与非厄米拓扑物理间的桥梁提供了新的契机。
论文链接：//journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.113603
