CPL2020年第11、12期亮点论文，敬请关注！

理论预言了有机-无机杂化的卤化铅钙钛矿单层材料中的激子玻色-爱因斯坦凝聚及激子涡旋态，为实验观测提供了理论指导。

左：激光泵浦单层(PEA)2PbI4材料，右：单层(PEA)2PbI4材料中激子涡旋态。

本文构建了原子核反应率加权的核反应网络，并从中分析了不同恒星温度下核反应网络的拓扑结构。

原子核手征对称性的自发破缺发生在具有三轴形变的原子核中，目前已得到实验证实，吸引了理论和实验工作者的广泛关注。近年来，原子核中手征对称性与核内其他对称性的共存成为了新的研究热点。山东大学（威海）核物理交叉科学研究中心的研究团队基于相对论平均场理论，对质量数约为80核区As同位素开展了系统的理论研究，预言了As同位素奇奇核中的手征对称性及手征与贋自旋对称性的共存。

研究发现类氦体系在超短激光脉冲作用下，其双光子双电离过程存在一个能量-时间动力学特征关系。

基于表面等离激元的图像生成技术是极具潜力的下一代图像技术，然而一个重要的挑战在于难以产生不依赖观察角度和入射偏振的等离激元色彩。本工作通过设计一种高对称性结构单元构成的等离激元阵列结构，不仅实现了对角度和偏振的不依赖性，还能获得高的反射效率和全色调范围的色彩输出。同时，基于多孔阳极氧化铝的低成本、大面积制备工艺被用于结构的制备，使得这一方案能够支持柔性图案的生成。

运用动量空间Lanczos方案，本文精确计算了无序double外尔半金属的准粒子性质。我们发现波函数重整化因子在外尔点附近会极大地减小从而导致经典电导率存在反常的温度依赖。更有趣的是，我们发现在外尔点存在一个普适的电导常数，这和石墨烯的在狄拉克点的普适电导常数类似，并且有希望直接从实验上观测到。

具有广义反演对称性的非厄米拓扑系统的体边对应是一个存在争议的问题。非布洛赫拓扑不变量可以刻画边界态的有无，但无法准确预言边界态的个数。本文通过建立具有广义对称性的非厄米拓扑绝缘体态依赖拓扑数理论来精确刻画系统的体边对应。同时，通过边界态的有效模型得到与态依赖拓扑数理论预言一致的态依赖拓扑相图以及态依赖拓扑相变。

近年来氧化物界面处的二维超导引起了研究人员的极大兴趣。最近在EuO/(111)-KTaO3界面处发现了转变温度大于2K的超导，这一体系的超导转变温度比LaAlO3/SrTiO3的转变温度要高出很多。本工作系统地研究了EuO/(111)-KTaO3界面的磁诱超导金属相变，表明这一量子相变过程中存在格利菲斯奇异性。

该工作采用高温臭氧处理的方法，在WSe2表面生长自限制的超薄氧化层，基于电荷转移机制实现了半导体物性调控。由于二维半导体中的电子会自发转移到高亲和势的氧化物中去，进而有效提升半导体中空穴浓度。同时，该方案也解决了二维半导体中普遍存在的层数变化引起的材料物性的不确定性。结合微纳加工工艺组装的晶体管的场效应迁移率达到41.4 cm²V^-1s^-1，同质pn结的开关比高达10⁴，CMOS逻辑反相器的增益达到19.9。该工作为基于二维半导体材料的互补型器件设计提供了一种新思路。

暗物质粒子探测卫星“悟空”号是一个用于探测高能宇宙线和伽马射线的空间粒子探测器。宇宙线质子在“悟空”探测器中引发强子簇射并在量能器中沉积能量，其能量响应严重依赖于强子簇射的发展过程，因此强子间相互作用模型的不确定性对宇宙线质子能谱测量具有很大的影响。本工作详细对比了GEANT4和FLUKA对质子簇射过程的模拟结果，并根据差别评估得到了强子间相互作用模型的不确定性在“悟空”质子能谱分析中引入的系统误差。

绝热量子计算是量子计算的一种。它具有和量子门电路计算一样的通用性，且在算法设计和对抗量子噪音上有独特的优势。本工作在两个量子计算机之间引入偶极相互作用，提高了算法效率，并对于原本单个绝热量子计算机难以解决的问题有非常显著的提升。这种使用相互作用来提高绝热量子计算效率的方法理论上可以用于不同绝热量子计算机体系中运行的各种绝热量子算法，具有很好的普适性，对于优化绝热量子计算有着不错的潜力。

热波成像技术在无损探测领域有着重要的应用，因此调控热波至关重要。然而，现有的一些调控热波的理论，例如：散射相消理论和变换热学理论，需要非常复杂的参数或结构，同时也缺乏主动的控制，这对设计热波超构材料非常不利。本工作提出了一种主动控制热波的方案来设计热波隐身斗篷，通过对障碍物边界进行人为的温度和压强调控，可以使热波绕过障碍物无散射地传播，从而欺骗热探测并实现热伪装。该方案不仅避免了以往理论所需的复杂参数或结构，还能够灵活地控制隐身斗篷的开关，为设计热波超构材料提供了新思路。

近年来，光场调控受到了广泛的关注，而具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域。本文作者基于抛物坐标系，首次构造了一种抛物对称的杂化偏振矢量光场，其波面上同时具有圆偏振、椭圆偏振和线偏振等多种偏振态。针对这类新型矢量光场，研究了焦移的性质和调控方法。发现其焦点可以在纵向和横向移动，进而实现了在两个方向的任意线性焦移调控。此研究丰富了矢量光场的种类和焦场调控的手段，有望应用于光学微加工、光学微操纵和光信息传输等领域。

基于非负正定条件构建了具有阵列自聚焦能力的特种部分相干光束——厄米非均匀阵列光束，该光束在传输过程中具有光强自聚焦的传输特性，并且在光束自聚焦焦平面展现可控的多焦点阵列分布。此外，通过调控光束初始关联结构参数可以有效地抑制大气湍流引起的光强、相干退化效应。

厄米非均匀阵列光束自由空间传输示意图

极紫外波段光学频率梳(极紫外光梳)是飞秒光学频率梳与强场高次谐波技术高度融合的结晶，为开展极紫外波段精密测量物理和高重频(>10 MHz)条件下强场与阿秒物理研究提供重要技术手段和研究平台。本工作通过自主发展飞秒共振腔增强技术，实现了4.5 kW的腔内激光平均功率，结合强场高次谐波技术实现了100 nm以下、单次谐波功率超过100 μW的极紫外光梳系统，光学外差干涉测量得到三次谐波拍频的线宽为Hz量级。该极紫外光梳系统的建成为进一步开展少电子原子分子精密谱测量和高重频强场与阿秒物理实验研究奠定了坚实基础。

准确且快速预测材料的各项物理性质对于拓展新材料的应用尤为重要。基于密度泛函理论(DFT)的量子力学计算具有很高的精度，但通常难以处理原胞中原子数较多的体系和具有无序、缺陷等复杂结构。而基于经验势函数的分子动力学(MD)模拟可以处理各种复杂体系，但是受制于经验势函数的精度和可转移性，极大地限制了MD模拟预测多目标物理性质的准确性。本工作以石墨烯为例，基于机器学习算法，发展了计算精度可以和DFT计算媲美的机器学习势函数，并结合玻尔兹曼输运方程和分子动力学模拟，证实了机器学习势函数在预测多目标物理特性（热导率、杨氏模量、泊松比等）方面的有效性。该工作将机器学习势函数结合MD模拟，同时克服了DFT难以处理复杂大体系以及经验势函数精度和可转移性差的不足，为探索新材料和复杂体系物性提供了新的有效手段。

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