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亮点文章 | 《物理学报》2026年第12期（一）

已有 307 次阅读 2026-7-7 10:17 |系统分类:论文交流

封面文章

空穴型和电子型掺杂Ca₂CuO₂Cl₂单晶制备及超导研究

戴玉玲，赵建发，谢会东，靳常青

物理学报, 2026, 75(12): 120703

doi: 10.7498/aps.75.20260193

cstr: 32037.14.aps.75.20260193

铜基高温超导体的微观机理至今仍是凝聚态物理领域的未解之谜。深入理解其超导配对机制，尤其是厘清掺杂莫特绝缘体中丰富的竞争序与超导态的相互作用，是破解这一难题的核心。具有掺杂浓度连续可调，掺杂类型可以改变，同时适用于表面敏感精密测量的高品质单晶材料是开展超导机理研究的理想平台。本研究聚焦Ca₂CuO₂Cl₂ (CCOC)超导体系，利用高温高压合成技术，不仅成功制备了一系列不同浓度的空穴型掺杂CCOC单晶，覆盖了铜基高温超导相图中从莫特绝缘体、欠掺杂到超导态的广泛区域，还首次制备了高品质电子型掺杂CCOC单晶。基于该系列单晶材料，建立了CCOC单晶样品生长过程中名义掺杂浓度与实际载流子浓度的对应关系，并绘制了CCOC体系的超导相图。本研究为在单一材料体系中，系统性探索掺杂浓度与类型演变如何影响电子结构、竞争序及超导电性提供了重要载体，也为最终揭示铜基高温超导的微观机理提供新机遇。

图2 名义上Na掺杂70% CCOC单晶 (a) XRD；(b) M-T；(c) SEM-EDX

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特邀综述

扫描隧道显微镜中的量子相位研究

闫超，高沐伟，赵悦，殷嘉鑫

物理学报, 2026, 75(12): 120701

doi: 10.7498/aps.75.20251800

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量子相位是刻画波函数性质与量子物态本质的重要物理量，蕴含着体系的几何、拓扑及多体关联等关键信息。长期以来，相位往往只能通过动量空间表征或宏观输运测量间接获取，难以在实空间中直接观测。近年来，扫描隧道显微镜(STM)及其谱学(STS)技术凭借原子级空间分辨率和对局域电子态的高度敏感性，为量子相位的实空间探测提供了新的实验途径。本文系统综述了基于STM的量子相位研究进展，重点介绍了4类代表性方法：通过局域干涉探测阿哈罗诺夫-玻姆效应的几何相位；借助缺陷诱导背散射与波前位错解析材料的拓扑相位；利用序参量分解重构魔角石墨烯等对称体系中的复相位结构；以及结合二维锁相技术研究非常规超导体中配对密度波与电荷密度波的相位纹理及拓扑缺陷。这些研究表明，STM能够将抽象的量子相位转化为可视化、可定量的实空间物理量，为理解拓扑物态、对称性破缺和电子关联提供了新的实验视角，也为未来相位工程和量子器件研究奠定基础。

图1 利用STM研究AB效应 (a) STM干涉仪示意图，通过测量局域态密度，反映由两个杂质(r₁和r₂) 对电子波散射所产生的量子干涉，在施加外磁场后，AB 效应将调制该干涉过程，导致局域态密度发生周期性振荡^[16]；(b) Ag(111) 表面两个杂质在不同磁场下所引发干涉现象的理论模拟图，其中的水平条纹即为 AB 效应所导致^[16]；(c)耦合双量子点结构示意图，图中标出了圆形与“8”字形两类电子轨道^[20]；(d)在图(c) (iii)位置处测得的三阶微分电导d³I/随磁场的演化^[20]；(e)在AB效应下，在外磁场下，“8”字形轨道中心不同能级处的量子干涉情况，其中黄色与黑色圆点分别表示相长干涉与相消干涉^[20]

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特邀综述

光陷阱理论在光电探测器中的应用

朱元昊，何力，窦秀明，伍绍腾，骆军委

物理学报, 2026, 75(12): 120401

doi: 10.7498/aps.75.20260351

cstr: 32037.14.aps.75.20260351

高速高效光电探测器已成为光通信与探测领域的关键组成部分。随着对光电探测器需求的日益增长，提升探测器响应速度、抑制暗电流及增强响应度显得尤为迫切。较厚的吸收层虽能提供更高的量子效率和更强的光吸收能力，但代价是光生载流子的传输距离延长，从而导致响应速度下降。波导结构、表面等离子体激元结构和共振腔结构等人工微结构有望规避这一矛盾，然而这些器件各自存在结构复杂、对入射光方向或波长有特殊要求、耦合效率降低等局限。基于微/纳米柱/孔结构的光陷阱增强型光电探测器，为突破上述限制提供了一条极具前景的技术路径，该技术能有效调控多种器件性能，包括提升量子效率、加快响应速度，并拓宽光谱响应范围。本文系统综述了光陷阱增强型光电探测器的发展历程与最新研究进展。首先阐述其理论发展脉络，其次重点分析光陷阱效应对光电探测器特性的影响，并梳理不同结构设计的光陷阱增强型光电探测器的研究进展。

图1 带有孔洞阵列光陷阱微纳结构的甚长波红外光电探测器的(a)结构示意图和(b)扫描电子显微镜(SEM)图像，出自文献[31]，已获得授权；带有微柱阵列光陷阱微纳结构的雪崩光电二极管的(c)结构示意图和(d) SEM图像，出自文献[32]，已获得授权

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基于白光中子源的¹⁵⁹Tb(n, γ)反应截面测量及共振参数分析

陈玄博，张奇玮，栾广源，吴鸿毅，罗淏天，任杰，贺国珠，蒋伟，樊瑞睿，阮锡超

物理学报, 2026, 75(12): 120101

doi: 10.7498/aps.75.20260252

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铽(Tb)(n,γ)反应截面是核工程计算与恒星s过程研究中的重要基础核数据，在反应堆活化分析及稀土区丰度计算中具有重要作用。该反应的实验研究主要包括基于反应堆或加速器中子源的飞行时间法测量以及活化法测量等，集中在热中子附近和MeV能区，在可分辨共振区，已有实验数据仍较为有限，对该能区的高精度测量有助于完善相关共振参数的信息。故利用全吸收型伽马探测装置(Gamma Total Absorption Facility，GTAF)，基于中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子(Back-n)束线，对¹⁵⁹Tb(n,γ)反应截面进行了在线测量。实验采用飞行时间方法确定中子能量，通过死时间修正、脉冲形状甄别、多重性筛选和加和能量判选、本底扣除等处理后提取了中子俘获产额。随后使用SAMMY程序通过R矩阵分析提取了1—100 eV的共振参数并重构了该能区的反应截面，为现有核数据评价提供了新的参考，同时也为相关核天体物理计算和核工程应用提供了可靠的实验基础。

图9 1—100 eV反应截面与评价库对比

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热稠密氘氚等离子体中铍混合对α 加热的影响

李星宇，何斌，吴勇，沈华韵，王建国

物理学报, 2026, 75(12): 120501

doi: 10.7498/aps.75.20260140

cstr: 32037.14.aps.75.20260140

α 加热可维持等离子体自持燃烧，在聚变研究中备受关注。在惯性约束聚变(ICF)中，氘氚(DT)燃料可能混入杂质粒子，影响反应效率。本文通过计算α 粒子输运的电子-离子能量分配因子及射程，探讨铍(Be)与燃料混合对α 加热的影响。取混合物密度为4.15 g/cm³和415.0 g/cm³，讨论了离子和电子温度从0.1 keV变化至100.0 keV的情况。计算中假设所有等离子体组分均处在热力学平衡态且温度相等，同时DT和Be离子完全电离。混合物中各成分的分密度由平均原子模型获得。研究发现，Be离子的混合会降低DT离子的能量分配因子，当混合度达到0.05时降幅可超过10%，同时导致高温下电子能量分配因子缓慢减小。Be离子相较于DT离子更易被加热。另外，Be混合在多数情况下会缩短α 粒子的射程。与金(Au)离子的混合相比，Be混合对DT离子的能量分配因子及α 粒子的射程影响更小。这些差异主要源于两者在电荷态、质量、平均原子模型中电子的屏蔽效应以及束缚电子状态方面的不同。本研究的计算数据可为ICF靶丸设计提供重要参考。本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00282 中访问获取。