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强制对流作用下Al-17.3%Cu合金层片状共晶生长相场法研究

钟世伟，陈伟鹏，赵宇宏

物理学报, 2026, 75(5):050809

doi: 10.7498/aps.75.20251539

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本文采用相场-格子玻尔兹曼耦合模型，研究了强制对流作用下Al-Cu合金层片状共晶生长行为。结果表明，外部引入的强制对流显著改变了共晶生长形态，使片层生长方向发生倾斜，且倾斜方向与流速方向一致。熔体流动增大了溶质扩散速度，溶质浓度偏离固相中心线，不再关于固相中心线对称分布。随着对流强度增大，界面不对称性加剧。此外，过冷度增强会增大生长驱动力，减弱对流效应，使片层倾斜角度减小，同时，片层宽度增大，也会减弱对流效应，使片层倾斜角度减小。该研究揭示了强制对流与热物性参数共同作用下层片状共晶生长的协同调控机制。 

图1  Al-Cu合金相图

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非厄米系统量子态区分的新进展

董勤亮，郑超

物理学报, 2026, 75(5): 050601

doi: 10.7498/aps.75.20251579

cstr: 32037.14.aps.75.20251579

量子态区分是量子信息科学中的核心问题，其目标是在有限资源条件下实现对非正交量子态的最优判别。在传统量子力学框架下，非正交态无法通过单次测量被完美区分。然而，在非厄米量子力学框架下，通过构建适当的宇称-时间(parity-time，PT)对称或P赝厄米(P-pseudo-Hermitian，PPH)对称哈密顿量，初始非正交态可以在有限时间内演化为正交态，从而可通过单次测量实现量子态区分。基于这一思想，研究人员围绕非厄米哈密顿量的构建、量子快速演化等关键问题，开展了针对不同对称性非厄米系统的量子态区分理论研究。在实验方面，PT对称非厄米系统中的量子态区分已在光学、离子阱等量子模拟平台上成功验证，而对于赝厄米系统，相关实验研究尚未开展。本文对非厄米量子态区分的研究进展进行综述，相关工作不仅丰富了非厄米量子系统的理论与实验探索，也为实现高效量子态区分提供了新的途径。

图1 PT对称系统中量子态可区分性的动力学   (a)未破缺相；(b)破缺相；(c)量子态可区分性动力学的特征时间所展示的相变过程；曲线和数据点分别表示理论结果和实验结果

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氢离子注入GaN高电子迁移率晶体管栅极正向输运、退化与击穿

张东楷，胡晴，郭玉龙，翟颖，刘栩珊，王梓旭，于国浩，闫大为

物理学报, 2026, 75(5):050705

doi: 10.7498/aps.75.20251343

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本文基于氢等离子体注入技术实现了增强型p-GaN高电子迁移率晶体管向耗尽型器件的转变，研究了栅极正向电流的输运、电流退化与击穿行为。通过变温电流-电压(T-I-V)扫描、低频噪声测试与锁相红外成像技术，获得以下结果：1)在双对数坐标系下栅极正向T-I-V曲线呈显著幂律关系，斜率对温度不敏感，对应热激活能仅约52 meV，电流噪声具有典型1/f特性，表明正向电流应主要为缺陷辅助跳跃电流；2)在长时间正向栅压应力作用下，器件I-V特性退化为典型整流特性，表明局部高阻GaN区重新形成p-GaN。半对数坐标系下，电流线性区的理想因子高达2.6，电流噪声谱具有1/f特性，证明缺陷辅助隧穿电流成为主要输运机制；3)通过锁相红外成像技术精准定位击穿“热点”位置，并结合像素温度矫正技术测得“热点”处真实温度。

图1 (a) 氢离子注入GaN HEMT栅极退化前后的I_G-V_G特性曲线；(b) 不同栅压下的噪声功率谱密度；(c) 微光显微镜“热点”图

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基于各向异性散射的Andreev反射谱

李治玥，章国平，陈廷勇

物理学报, 2026, 75(5):050701

doi: 10.7498/aps.75.20251669

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自旋电子学技术的核心挑战在于有效产生和调控自旋极化电流，而基于磁性材料的传统器件易受外部干扰。Andreev反射谱作为测量材料自旋极化率和超导能隙的关键手段，其传统理论模型假设界面散射各向同性，忽略了实际界面中普遍存在的自旋各向异性散射效应，这可能导致对材料本征性质的误判。本研究旨在建立一套完整的各向异性自旋散射理论框架，系统探究界面散射各向异性对Andreev反射谱的调控机制，以解决自旋电子器件设计中的精确表征问题。方法上，基于Blonder-Tinkham-Klapwijk模型和Chen-Tesanovic-Chien模型，引入自旋相关的散射参数，发展了能够描述从正常金属到半金属的各种界面体系的理论模型，并通过数值计算和三维图像分析，详细研究了正常金属、正极化磁性金属和负极化材料在自旋各向异性界面上的反射谱行为。主要结果揭示，对于自旋极化率为零的正常金属，界面各向异性散射可通过传输自旋极化机制产生高自旋极化电流，为基于非磁性材料的抗干扰自旋电子器件提供了新思路；在磁性材料中，界面各向异性可有效调控电流极化率，解释了界面原子对磁电阻效应的增强机制；此外，通过对比正负极化率条件下的反射谱差异，提出了一种确定材料自旋极化率符号的新方法。结论表明，该理论不仅完善了Andreev反射谱的理论基础，还为量子材料表征和自旋电子器件设计提供了重要指导，特别是在非磁性自旋源开发和界面工程方面具有应用潜力。

图1 P > 0时，各向异性界面的归一化微分电导 (a)—(d) Z_↓= 0.5，Z_↑= 0—5；(e)—(h) Z_↑= 0.5，Z_↓= 0—5

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质子转移对有机分子荧光性质的调控机理

张童舒，李宗良，赵珂

物理学报, 2026, 75(5):050303

doi: 10.7498/aps.75.20251564

cstr: 32037.14.aps.75.20251564

激发态质子转移是一种重要的光物理过程，在荧光探针和有机发光材料等领域具有广泛应用。为了揭示质子转移对荧光性质的调控机理，采用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法，基于连续介质模型，研究了溶剂中FZ ((E)-3-(4-(二苯胺基)苯基)-1-(2-羟基萘-1-基)丙-2-烯-1-酮)分子的基态和激发态结构及质子转移势能曲线。并且基于超分子模型，系统探究了乙醇与FZ超分子体系的质子转移过程。势能曲线表明，FZ分子在各种溶剂中均可发生质子转移过程。溶剂极性越强，质子转移能垒越低。因此，低极性溶剂中质子转移可以产生双荧光现象，强极性溶剂中可观测到较强的长波发射。不同的超分子体系质子转移过程明显不同。由于质子转移后能量升高，超分子体系FZ-OH1不能发生质子转移，呈现短波发射。体系FZ-OH2可以几乎无垒地发生质子转移，产生较强的长波发射。体系FZ-OH3则可以发生分步双质子转移，导致荧光猝灭。电子-空穴分析表明，荧光猝灭缘于扭曲电荷转移过程。本研究为理解质子转移机理及其应用提供了重要理论依据。

图1 超分子体系E*，TS和K*构型的分子轨道图

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《物理学报》2026年第5期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/5