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[转载]CPB2025年封面文章集锦-3

已有 176 次阅读 2026-1-4 11:33 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

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Acoustic detection of high-resistance states in gated bilayer graphene devices

Guo-Quan Qin(秦国铨), Yi-Bo Wang(王奕博), Guo-Sheng Lei(雷国盛), Zhuo-Zhi Zhang(张拙之), Xiang-Xiang Song(宋骧骧), and Guo-Ping Guo(郭国平)

Chin. Phys. B, 2025, 34 (9): 097201

在双层石墨烯中施加垂直电场，可以打开一个电学可调的带隙，并诱导出高阻态。该高阻态能彻底夹断导电沟道，对于制备高性能栅控器件至关重要。然而，正是由于其极高的电阻，特别是当器件中不同区域处于不同的高阻态时，传统的电学测量方法难以对这些高阻态进行精确表征和有效分辨。

为解决这一挑战，本研究利用声表面波与石墨烯中载流子之间的强声电效应，实现了对多栅极双层石墨烯器件中高阻态的声学探测。实验表明，在不同栅压配置下产生的电阻相近（均约10^8 Ω）的高阻态，其声电响应却展现出迥异的特征，可用于甄别不同高阻态。尤为重要的是，本研究展示了一项电学测量难以实现的功能：当器件的导电沟道被一个顶栅彻底夹断后，另一个顶栅的调控作用仍然可以被声表面波探测到。这一结果充分展示了利用声表面波探测高阻态的独特能力与广阔前景。

Freestanding La₂CuO₄/La_1.55Sr_0.45CuO₄ heterostructure membranes with high-T_C interface superconductivity

Xueshan Cao(曹雪珊), Chuanyu Shi(史传宇), Yanzhi Wang(王彦智), Meng Zhang(张蒙), Jirong Sun(孙继荣), and Yanwu Xie(谢燕武)

Chin. Phys. B, 2025, Vol. 34(10): 107301

氧化物界面超导因其丰富的物理内涵而受到广泛关注，然而目前已报道的体系均需依赖单晶衬底进行制备。这种对衬底的依赖性限制了材料在几何形状与机械柔性方面的设计自由度，也阻碍了其在柔性电子等领域的应用探索。近年来，随着水溶性牺牲层材料 Sr₃Al₂O₆（SAO）薄膜的成功开发，高质量自支撑氧化物薄层的制备成为可能，为解决上述问题提供了技术途径。

基于此，本研究取得了如下重要进展：首先，成功将典型的铜氧化物界面超导体系 La₂CuO₄/La₂₋ₓSrₓCuO₄ (LCO/LSCO)从衬底上剥离，首次在自支撑形态下实现了界面高温超导，其转变温度约为 19 K。其次，电输运测量结果表明，剥离后的界面超导薄层在不同气氛下退火处理后，其超导特性仍能保持稳定，展现出良好的环境鲁棒性。

Efficient characterization of the coupler spectrum via sideband driving in superconducting qubits

Jianwen Xu(徐建文), Ruonan Guo(郭若男), Wen Zheng(郑文), Yu Zhang(张钰), Jie Zhao(赵杰), Zhiguo Huang(黄智国), Jingwei Wen(闻经纬), Runqing Zhang(张润清), Shaoxiong Li(李邵雄), Xinsheng Tan(谭新生), and Yang Yu(于扬)

Chin. Phys. B, 2025, 34(11):110302

高性能的两比特量子门是实现实用量子计算的核心能力，而通过耦合器频谱变化精确调控量子比特之间的耦合强度则是实现该能力的关键。本文提出了一种无需额外读取腔、基于边带驱动的创新方法，用于高效测量超导量子处理器中耦合器的频谱结构。研究者通过对量子比特与耦合器分别施加微波驱动，激发出蓝边带驱动过程，成功实现了耦合器频谱的连续波测量和脉冲时序测量。

实验中，团队通过连续波与脉冲调制技术，展示了该方法在实际芯片上的出色适用性，验证了理论模型的可行性。所获耦合器频谱可用于校准两量子比特之间的有效耦合强度，这为进一步降低频率拥挤、态泄漏等常见错误，以实现高保真量子门提供了新思路。该研究演示了超导量子处理器中高效、可扩展的耦合器表征，有望作为一种常规标定技术应用于未来大规模量子计算架构的设计与优化。

MaterialsGalaxy: A platform fusing experimental and theoretical data in condensed matter physics

Tiannian Zhu(朱天念), Zhong Fang(方忠), Quansheng Wu(吴泉生), and Hongming Weng(翁红明)

Chin. Phys. B, 2025, Vol. 34: 120702

针对材料科学和凝聚态物理研究中实验数据、理论计算与文献知识因格式和来源差异而难以深度融合的“数据孤岛”难题，本文推出了 MaterialsGalaxy 平台（https://materialsgalaxy.iphy.ac.cn）。该平台创新性地采用“结构相似性”驱动的数据融合机制，利用人工智能方法将晶体结构转化为高维数值“指纹”，并结合高效的向量数据库检索技术，打破了多模态数据间的壁垒。这一机制不仅将实验合成记录与理论计算的能带结构、拓扑性质等物性紧密关联，更进一步将从海量科学文献中挖掘出的知识数据纳入统一框架，实现了跨来源数据的深度融合。

目前，MaterialsGalaxy 平台已集成了 500 多万个晶体结构，包含数万种拓扑材料，以及采集自物理所物质科学电子实验室平台（MatElab）的约 2000 条详尽单晶生长实验记录。借助“横向整合”与“纵向比较”的双轴分析模式，平台不仅能为特定材料构建包含实验、理论与文献知识的全方位物理图像，还能基于结构相似性快速推荐同构材料或由集成 AI 模型（如 Con-CDVAE）生成的全新候选材料。该工作成功搭建了连接实验与理论的桥梁，构建了两者相互验证、协同加速的闭环研究生态，为加速凝聚态物理领域的新材料发现提供了全新的智能化数据范式。