近日，北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、電子科技大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)等高校在國際頂級期刊Nature發(fā)表最新研究成果。這也是電子科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高校2023年首篇nature；也是中科大2023年發(fā)表的第3篇nature。多篇nature第一作者為在讀博士生。

北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)

北京航空航天大學(xué) 劉知琪教授、蔣成保教授與 華中科技大學(xué) 張佳教授以及蘇州納米所曾中明研究員合作 等在磁存儲材料研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果于1月18日以全文Article的形式在Nature雜志上發(fā)表，論文題目為： “Room-temperature magnetoresistance in an all-antiferromagnetic tunnel junction” 。

北航材料學(xué)院博士生秦培鑫為第一作者，北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位，劉知琪教授、蔣成保教授為第一單位通訊作者，華中科技大學(xué)物理學(xué)院張佳副教授、 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所加工平臺曾中明研究員 為合作單位及通訊作者。

北航材料學(xué)院磁性功能材料團隊突破了原子級平整反鐵磁金屬單晶薄膜的關(guān)鍵制備技術(shù)，通過界面應(yīng)力誘導(dǎo)非共線反鐵磁單晶薄膜的晶格四方度變化，產(chǎn)生了單軸磁各向異性，以及顯著的反常霍爾效應(yīng)?；谠摲闯；魻栃?yīng)，實驗發(fā)現(xiàn)了全反鐵磁異質(zhì)界面（共線反鐵磁/非共線反鐵磁）的交換偏置效應(yīng)，從而設(shè)計制備出多層膜全反鐵磁隧道結(jié)（all-antiferromagnetic tunnel junction - AATJ）新器件，在國際上首次實現(xiàn)了全反鐵磁隧穿磁電阻效應(yīng)，室溫磁電阻最高可達(dá)100%。

相比原有面內(nèi)電子輸運的反鐵磁存儲器件，這項研究實現(xiàn)了反鐵磁隧道結(jié)垂直電子輸運，室溫電信號輸出提升了近3個數(shù)量級，從而使超快速響應(yīng)超高密度反鐵磁隨機存取存儲器（antiferromagnetic RAM – ARAM，圖3所示）的研制成為可能。

該項研究工作得到了國家自然基金“新型磁性功能材料”創(chuàng)新研究群體項目（52121001）及面上項目（52271235、12174129、11974379）的資助。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05461-y

復(fù)旦大學(xué)

復(fù)旦大學(xué)馬余剛院士 團隊等科研人員，1月18日在《自然》（Nature）雜志，發(fā)表題為 “Pattern of global spin alignment of ？ and K*0 mesons in heavy-ion collisions” 。 首次在RHIC-STAR國際合作的重離子碰撞實驗中觀測到了反應(yīng)末態(tài)粒子的整體自旋排列現(xiàn)象。 該成果為研究夸克膠子等離子體QGP中的強相互作用提供了一個新的可能方向。

該成果是基于美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機上的螺旋徑跡探測器（RHIC-STAR），研究人員發(fā)現(xiàn)接近光速的金核-金核對撞形成的夸克物質(zhì)中產(chǎn)生的Φ介子表現(xiàn)出的“整體極化“新現(xiàn)象。非對心的相對論重離子碰撞會沿著反應(yīng)平面法線方向產(chǎn)生巨大的軌道角動量。理論研究指出，該角動量會以流體渦旋的形式傳遞到QGP中，QGP中的粒子通過自旋-軌道相互作用可以產(chǎn)生自旋極化，這種關(guān)于事件反應(yīng)平面自旋極化的效應(yīng)稱為“整體極化”效應(yīng)。有意思的是，傳統(tǒng)的機制--例如重離子碰撞中產(chǎn)生的強磁場或物質(zhì)的渦旋場無法解釋STAR實驗組新的測量結(jié)果。

按照STAR國際大型合作組的要求，論文的作者署名以字母排序。而實際的主要完成人包含7人，除了復(fù)旦大學(xué)團隊的馬余剛院士、陳金輝研究員和周晨升博士后外，還包括布魯克海文國家實驗室的唐愛洪研究員，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的孫旭博士后（現(xiàn)工作在中科院近代物理研究所），肯特州立大學(xué)的Declan Keane教授和中科院近代物理所的Subhash Singha研究員

該工作得到了國家自然科學(xué)基金委重大項目、國家自然科學(xué)基金委杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金委理論物理?？?上海核物理理論研究中心的支持。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05557-5

電子科技大學(xué)

1月18日， 電子科技大學(xué)測試技術(shù)與儀器研究所程玉華教授課題組 在全球頂級科研期刊Nature（《自然》）上以 “Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits” 為題，發(fā)表了在有機電化學(xué)晶體管及其互補電路方面的最新研究成果。該研究針對測試數(shù)據(jù)的源頭基礎(chǔ)器件，首次提出了一種基于紫外光固化溝道的新型垂直結(jié)構(gòu)，破解了電化學(xué)晶體管大規(guī)?？煽恐苽涞氖澜缧噪y題，是新型傳感和精密測試領(lǐng)域的重大突破。

電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院黃偉為該文第一作者，程玉華、Tobin J. Marks及Antonio Facchetti等為共同通訊作者，電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院為第一完成單位，美國西北大學(xué)、云南大學(xué)、浙江大學(xué)等為合作參與單位。

該研究分別在P型及N型OECT中實現(xiàn)了跨導(dǎo)10多倍和近1000倍的指標(biāo)提升，且將N型OECT中最高千次的循環(huán)穩(wěn)定性提升到了五萬次以上，并實現(xiàn)了P/N型OECT在跨導(dǎo)、穩(wěn)定性、開關(guān)速率、集成密度、制備成本及工藝可靠性方面的全面超越。該項研究成果將為眾多應(yīng)用開辟全新的檢測/監(jiān)測/處理手段和系統(tǒng)解決方案，在亟需小體積、高跨導(dǎo)、低功耗智能傳感元件的領(lǐng)域（如疾病早期診斷、健康管理、腦機接口、可植入可穿戴電子、機能修復(fù)與增強以及柔性智能機器人等）發(fā)揮重要作用，并為拓展下一代柔性可拉伸集成電路提供新的設(shè)計理念。

此項成果依托于電子科技大學(xué)測試技術(shù)與儀器研究所，該研究所是國家電子測試儀器的定點骨干研制單位，通用電子測試儀器國家標(biāo)準(zhǔn)的制定單位。團隊在王厚軍教授和黃建國教授的帶領(lǐng)下，通過產(chǎn)學(xué)研一體化自主創(chuàng)新體系，已形成從器件、整機到系統(tǒng)的完整測試技術(shù)鏈，產(chǎn)生了多項國際先進(jìn)并填補國內(nèi)空白的先進(jìn)技術(shù)成果。近年來，團隊努力開辟新型傳感器方向，該方向面向國家重大需求不斷催生高顯示度研究成果，多次在國際頂級學(xué)術(shù)期刊發(fā)表重要原創(chuàng)性成果，獲得了包括國家技術(shù)發(fā)明獎、何梁何利科技創(chuàng)新獎、科學(xué)探索獎在內(nèi)的多項重要科技獎勵，并入選國家級科技創(chuàng)新團隊。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05592-2

北京師范大學(xué)

1月18日，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了中國科學(xué)院國家天文臺、 北京師范大學(xué)天文和天體物理前沿科學(xué)研究所劉超研究員 帶領(lǐng)的研究團隊的一項重大成果， 論文第一作者李佳東是北京師范大學(xué)天文系2014級本科生，現(xiàn)正在國家天文臺攻讀博士研究生。

依托我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）和歐洲空間局Gaia衛(wèi)星數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)天體物理學(xué)中一個非常重要的基礎(chǔ)理論“恒星初始質(zhì)量函數(shù)”會隨著恒星星族金屬元素含量和年齡發(fā)生變化，導(dǎo)致恒星初始質(zhì)量函數(shù)在宇宙各處都不變這一經(jīng)典假設(shè)不再成立，這將深刻改變?nèi)藗儗π律阈琴|(zhì)量分布規(guī)律的認(rèn)識。

這一原創(chuàng)性成果將對天體物理多個領(lǐng)域的研究發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，促使天文學(xué)家重新審視恒星初始質(zhì)量函數(shù)的物理本質(zhì)。恒星初始質(zhì)量函數(shù)領(lǐng)域的國際權(quán)威，德國波恩大學(xué)教授帕弗爾·庫魯帕（Pavel Kroupa）評價該成果：“這項研究基于大樣本觀測獲取的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，揭示了銀河系中恒星初始質(zhì)量函數(shù)與恒星金屬豐度和年齡相關(guān)。這對于深入理解銀河系中不同環(huán)境不同時間恒星形成的性質(zhì)非常重要。”

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05488-1

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)

近日， 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳楊教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳校區(qū)肖淑敏教授與新加坡國立大學(xué)仇成偉教授共同合作 ，在微納光學(xué)與手性光學(xué)的交叉領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究成果以 “內(nèi)稟手性連續(xù)域中束縛態(tài)的實現(xiàn)”（Observation of intrinsic chiral bound states in the continuum） 為題于1月18日發(fā)表在Nature上。

研究團隊首次實驗實現(xiàn)并觀測了具有內(nèi)稟手性的連續(xù)域中束縛態(tài)（intrinsic chiral BIC），同時得到了高達(dá)0.93的CD值和高達(dá)2663的Q值，并基于微觀模型和手性光學(xué)的一般性模型揭示了intrinsic chiral BIC的產(chǎn)生機理和設(shè)計方法。本文開發(fā)的chiral BIC超表面體系可以顯著增強光與物質(zhì)的手性相互作用，在手性光學(xué)領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景，如：手性光源與光探測器、手性物質(zhì)的痕量檢測、非對稱光催化等。

該論文的通訊作者是哈工大深圳校區(qū)的肖淑敏教授 和新加坡國立大學(xué)的仇成偉教授； 第一作者是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳楊教授、哈工大深圳校區(qū)的博士生鄧畫春、沙新博以及新加坡國立大學(xué)的陳偉錦博士； 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的褚家如教授和吳東教授以及澳洲國立大學(xué)的Y. Kivshar教授也在研究過程中給予了重要指導(dǎo)， 論文第一單位是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05467-6

浙江大學(xué)

2023年1月18日， 浙江大學(xué)田鶴教授、張澤院士、 新加坡國立大學(xué)陳景升教授以及美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Evgeny Y. Tsymbal教授 合作在Nature雜志在線發(fā)表題為 “In-plane charged domain walls with memristive behaviour in a ferroelectric film” 的研究論文，該研究報告了在幾納米厚的BiFeO3鐵電薄膜中可控地創(chuàng)建和操縱平面內(nèi)帶電疇壁的策略。

在這項研究中，研究人員報道了一種在幾納米厚的BiFeO3鐵電薄膜中可控地生成和操縱面內(nèi)帶電疇壁的方法。通過在掃描透射電子顯微鏡中使用原位偏壓技術(shù)，檢測到一種非常規(guī)的逐層切換機制，其中鐵電疇生長發(fā)生在平行于外加電場的方向上。

進(jìn)一步基于原子分辨電子能量損失譜、在線電子全息圖的原位電荷映射和理論計算，研究人員證明了在帶電疇壁積聚的氧空位是疇壁穩(wěn)定和運動的原因。BiFeO3薄膜平面內(nèi)疇壁位置的電壓控制產(chǎn)生了多個非揮發(fā)性電阻狀態(tài)，從而證明了作為幾個單位單元厚的憶阻器的關(guān)鍵功能特性。

總的來說，這些結(jié)果促進(jìn)了對鐵電開關(guān)行為的更好理解，并為制造單位電池級器件提供了新的策略。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05503-5