编者按

在现代科技领域，光电物性的调控与精确表征至关重要。高压作为一种有效的外场调控手段,能够显著调节材料的晶体结构和电子特性，进而改变其光电等物性。 近年来，随着金刚石对顶砧(DAC)技术的持续成熟以及多尺度原位表征手段的快速发展，围绕高压条件下光电材料结构-性能关联的研究不断深化，已成为物理学与材料科学交叉领域的重要前沿方向。尽管相关研究已引起了人们的关注，在压力诱导的光电流增强、正负光电转换、光电响应光谱范围拓展等领域取得了系列进展，但整体研究处于起步阶段，仍面临严峻的挑战：其一，高压下材料的结构和性能变化复杂，亟需要高精度的原位表征技术来实时同步监测； 其二，尽管已有研究揭示了高压对光电性能的显著调控作用，但其内在机制仍需进一步探索，需要实验与理论的紧密结合；其三，如何将高压下的亚稳态新相截留至常压，以实现器件化应用，更是亟待攻克的难题。

为促进该领域研究的成果交流与深入发展，《物理学报》特组织“高压下的光电物性调控与原位表征”专题，邀请国内活跃在该领域的优秀学者与团队，围绕最新实验进展、理论综述与前瞻观点，贡献了一系列代表性研究成果。专题内容涵盖过渡金属硫族化合物、钙钛矿等典型功能材料在高压作用下光电行为的演化规律与机理解析，系统阐明光电响应的压力调控机制及其构效关系；同时对高压诱导的双态转换现象以及高压对力致发光、光电响应等相关性能的调控进展进行系统梳理与总结，力求从多维度展现该领域的研究热点与发展趋势。

本专题旨在为相关研究提供方法学启示与跨学科合作契机。我们期待这些工作能够进一步激发读者对功能材料光电特性压力调控研究的关注与探索，推动该领域在物理机制探索与实际应用拓展两方面取得更深入的发展。

客座编辑

刘冰冰

吉林大学

吕旭杰

北京高压科学研究中心

李全军

吉林大学

专题文章

高压下的光电物性调控与原位表征专题编者按

刘冰冰，吕旭杰，李全军

物理学报, 2026, 75(3): 039001

DOI: 10.7498/aps.75.039001

CSTR: 32037.14.aps.75.039001

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研究论文

压力诱导WS₂纳米管光电性能的显著提升

姜懿峰，岳磊，魏子寓，赵晓续，李全军，刘冰冰

物理学报, 2026, 75(3): 030803

doi: 10.7498/aps.75.20251345

cstr: 32037.14.aps.75.20251345

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摘要：探索功能材料光电性能优化的有效途径对于新一代光电子器件的发展至关重要。然而现有调控策略常存在工艺复杂等问题，且一维过渡金属硫族化合物(TMDs)在极端条件下的结构演化与光电性能提升的内在关系尚不明确，制约了光电性能的进一步提升。本研究通过压力调控实现了WS₂纳米管(NT-WS₂)光电响应特性的显著增强。在13.5 GPa压力下，器件响应度提升至43.75 A/W，较初始值提高近2个数量级，外量子效率和比探测率也分别提高约67倍和10倍。高压原位X射线衍射与拉曼光谱结果表明，NT-WS₂光电性能的提升源于压力下层间作用增强导致的带隙收缩，以及纳米管致密堆积改善了载流子输运性能。本工作不仅深化了一维TMDs在极端条件下光电演化规律的理解，也为高性能纳米光电子器件的设计与优化提供了新的思路。

高压偏振拉曼光谱及其应用

王泽瑜，刘静仪，王扬斌，王梦涵，李敬業，晏成熙，雷力

物理学报, 2026, 75(3): 030804

doi: 10.7498/aps.75.20251382

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摘要：高压偏振拉曼光谱(high-pressure polarized Raman spectroscopy，HPRS)是一种能够定量提取拉曼张量元随压力变化的光谱表征方法。通过调整金刚石对顶砧(DAC)的入射光与散射光的偏振方向，测量角度依赖的高压拉曼光谱强度。本文构建了一种基于DAC的原位偏振拉曼装置，在背散射配置中引入半波片，选取单晶Si(100)和二维薄片Te(110)为研究对象，实现样品静止条件下的偏振角连续扫描。HPRS分析显示，Si(100)的F_2g拉曼活性模的拉曼张量元在低于12 GPa压力下呈反比例函数式减小，反映了Si在无相变前提下的非线性压力响应；Te(110)的面内各向异性随压力的增加而增强且部分模偏离理想形式，其中A₁拉曼活性模的张量元比值b/c在约1.5 GPa附近出现由降转升的拐点，与基于输运实验测量的电子结构相变点相近(约2 GPa)。本研究构建了HPRS原位测量与分析框架，实现了从基准体系验证到物质的应用，表明HPRS对微弱对称性扰动与电子结构重排的灵敏响应，为判断物质在高压下的电极化性、键合特性等提供直接、可量化的证据补充。

紫精金属配合物{[Co(BPYBDC)(H₂O)₅]∙(BDC)∙H₂O}的高压结构稳定性和光电性能

王贺冲，申志伟，王邵杰，李宏凯，李明豫，邬中炎，王玉柱，隋琪，王霖

物理学报, 2026, 75(3): 030805

doi: 10.7498/aps.75.20251347

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摘要：光探测器在光通信、环境监测和医学成像等领域具有重要应用，其性能与核心材料的性质密切相关，因此高性能光探测材料的研究一直是材料研究领域的热点和前沿方向。紫精有机材料因其独特的氧化还原与变色特性，在电致变色器件、生物传感器件及液流电池等方面得到广泛应用。本工作设计并合成了含过渡金属元素Co的紫精配合物 {[Co(BPYBDC)(H₂O)₅]·(BDC)·H₂O} (简称 1-Co)，利用一系列原位高压下的测试技术对 1-Co 开展了系统研究。研究结果表明，1-Co具有 Pc 晶体结构，随着压强升至11.6 GPa，其晶体结构保持稳定，未发生结构相变。紫外-可见吸收光谱显示，升压过程中其吸收边红移，样品颜色发生由无色透明向黄色的转变，其高压下的输运和光电性能研究结果显示，压强提高了电荷传输能力，但显著削弱了光电流响应度。研究揭示了高压下分子轨道重叠增加，带隙降低，分子间距离缩短，使样品更容易形成电荷转移通道，促进了紫精自由基的生成，但紫精自由基的产生抑制了光电流的分离和传输过程。本研究获得了1-Co在高压下的结构-性能关系，为紫精基光电功能材料的应用提供了重要依据。

专题文章网站链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/topics