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李黄杨修正下自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚系统的基态性质

吴季瑄，陈园园

物理学报, 2026, 75(12): 120301

doi: 10.7498/aps.75.20260234

cstr: 32037.14.aps.75.20260234

在自旋-轨道耦合自旋-1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体中引入李黄杨(LHY)修正，系统哈密顿量中出现新的相互作用项，利用变分法求解系统基态，并得到相边界和三相点。通过量子相图发现LHY相互作用对基态相具有明显的调制作用，条纹相区域明显变大，平面波相减小，并出现两种零动量相，由此系统中出现了新的三相点。在LHY作用下，条纹相还可以出现在组分内相互作用小于组分间相互作用的系统中，这在平均场理论下是没有出现的。研究结果表明，李黄杨相互作用可以为玻色-爱因斯坦凝聚体的量子调控提供新的工具。

图2 不同LHY相互作用下，自旋-轨道耦合BEC系统的基态相图   (a) g_L = 0;  (b) g_L = 3.5；(c) g_L = 5.5；(d) g_L = 7。图中序参量为动量看k₁，n_c 为平均场近似下三相点的粒子数密度。相I为条纹相，相II为平面波相，相III为零动量相。图中白色实线为相邻量子相边界，白色虚线为β = 0和β = 1/4零动量相的分界线。其他参数：g₁₁ = 0.525，g₁₂ = 0.5，n_c =37.5

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HL-3托卡马克反三角位形对等离子体约束性能影响的模拟研究

王哲，龙婷，孙爱萍，李正吉，王卓，李佳鲜，许敏，张毅，石中兵，肖国梁，郝广周，宋啸，薛雷

物理学报, 2026, 75(12): 120504

doi: 10.7498/aps.75.20260018

cstr: 32037.14.aps.75.20260018

探索先进磁约束位形，对实现稳态高增益的商用聚变堆而言至关重要。反三角位形因其兼顾较高的芯部约束性能、良好的功率排出功能且能有效缓解边缘局域模对装置壁材料造成的高热负荷等突出优势，被列为未来聚变堆装置潜在的运行模式之一。本文针对中国环流三号(HL-3)托卡马克磁约束聚变装置，利用OMFIT (one modeling framework for integrated tasks)集成模拟平台，研究了反三角双零偏滤器磁位形结构对等离子体约束性能的影响及机理。模拟结果表明，在相近的等离子体电流、环向磁场、辅助加热功率和线平均密度条件下，反三角位形低约束模式的约束性能可达到正三角位形高约束模式的约束水平：反三角位形的归一化比压β_N是正三角位形的1.08倍，能量约束时间τ_E为正三角位形的1.18倍，能量约束因子H₉₈是正三角位形的1.35倍，等离子体热储能W_th是正三角位形的1.20倍。进一步分析等离子体热输运发现，导致反三角位形能获得较好约束性能的主要原因是，在归一化小半径ρ ≈ 0.2—0.6区间内，反三角位形的总能量输运(包括电子通道和离子通道)低于正三角位形。通过对比总能量输运中的新经典输运和湍流引起的湍性输运可知，湍性输运水平比新经典输运水平高出1—2个量级。虽然反三角位形的新经典能量输运通量与正三角位形相差不大，但其湍性输运低于正三角位形。对于在归一化小半径ρ = 0.32位置处湍流模式的线性不稳定性分析表明，正三角位形中漂移波湍流不稳定性主要是电子温度梯度模和离子温度梯度模；反三角位形则是电子温度梯度模和捕获电子模不稳定性占主导，反三角位形下离子温度梯度模是致稳的。

图5 正三角(PT)和反三角(NT)位形下，径向位置ρ = 0.32处不同抗磁漂移方向的漂移波湍流不稳定性增长率   (a)电子抗磁漂移方向；(b)离子抗磁漂移方向

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氧化介导物理溅射用于PtSe₂原子级洁净纳米图案化

柏卉，赵晓彤，刘宁宁，付思博，耿祥顺，卢汉潇，侯元朗，张捷敏，杨轶，雷鸣，任天令

物理学报, 2026, 75(12): 120805

doi: 10.7498/aps.75.20260126

cstr: 32037.14.aps.75.20260126

二硒化铂(PtSe₂)因带隙可调、高载流子迁移率与环境稳定性，被视为后摩尔时代高性能微电子器件的核心候选材料。然而，PtSe₂表面动力学过程复杂，且Pt基氧化/卤化反应产物呈非挥发性，使得高分辨图案化难以同时实现无残留与低界面损伤，成为制约器件高密度集成的关键瓶颈。本文结合实验表征与密度泛函理论(DFT)计算，提出一种创新的“氧化介导物理溅射”(oxidation-mediated physical sputtering，OMPS)方法。该方法从物理机制上突破了传统原子层刻蚀(ALE)对产物挥发性的依赖，通过解耦“晶格氧化重构”与“物理溅射去除”两个过程，有效克服了非挥发性残留难以去除的难题。首先通过氧化处理调控表面键合特性以诱导晶格软化，将原本化学惰性的PtSe₂晶格结构原位重构为结构亚稳定的“牺牲氧化层”，进而利用低能Ar离子溅射实现低损伤、高选择性的物理去除。基于OMPS，实现了PtSe₂的纳米图案化，最小线宽约20 nm，且兼具原子级洁净界面以及优异的光刻胶兼容性。该创新方法为处理“非挥发性刻蚀产物”这一难题提供了一种有效的解决思路，也为PtSe₂等二维半导体器件的高密度集成奠定了坚实的工艺基础。

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磷烯纳米管的热稳定性与力学特性

李婷，孔婧文，杨佳云，黄滢竹，肖哲

物理学报, 2026, 75(12): 120705

doi: 10.7498/aps.75.20260124

cstr: 32037.14.aps.75.20260124

采用分子动力学方法系统研究了扶手椅型和锯齿型磷烯纳米管的热稳定性与力学特性。热稳定性研究表明，两类纳米管在室温以上均可稳定存在，临界温度分别为390 K(扶手椅型)和320 K(锯齿型)，扶手椅型磷烯纳米管具有更好的稳定性。力学分析表明，两种手型纳米管的拉伸与压缩模量均呈现显著各向异性，并与二维磷烯相应取向上的弹性特性基本一致。温度升高显著降低磷烯纳米管的拉伸性能，从50 K升至300 K，两类纳米管的断裂强度下降约50%，断裂应变下降55%—60%。相比之下，磷烯纳米管的压缩性能受温度影响程度较弱，但锯齿型纳米管的屈曲性能在300 K(接近其热稳定极限)时急剧下降，此时两类纳米管的失效机制不同：扶手椅型是由局部屈曲主导的结构失稳，锯齿型则是以局部压溃主导的材料失效。相较未卷曲的二维磷烯，几何曲率引起的预应变效应削弱了磷烯纳米管的轴向抗拉伸能力，同时其屈曲应变也普遍降低，但屈曲强度因环向约束的“加固”效应反而增大。

图1 低维磷烯纳米结构的原子示意图   (a)二维磷烯；(b)扶手椅型磷烯纳米管；(c)锯齿型磷烯纳米管

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基于忆阻器交叉阵列的低开销存内加法器及加解密电路设计

罗丽，石绍田，张凤运，段书凯

物理学报, 2026, 75(12): 120004

doi: 10.7498/aps.75.20260679

cstr: 32037.14.aps.75.20260679

针对传统冯·诺依曼架构存算分离导致的存储墙瓶颈，以及现有忆阻器全加器方案存在器件开销大、运算步骤多、硬件复杂度高等问题，本文基于忆阻器交叉阵列开展新型存内加法器设计。首先，提出一种低开销、少步骤的1位全加器，仅需6个忆阻器和2步操作即可完成求和与进位输出，在器件数量与运算效率上优于现有方案。其次，基于该全加器构建存内加解密电路，实现存储、运算与加解密功能的一体化融合，可满足安全敏感应用场景的需求。进一步，通过全加器设计n位行波进位加法器，经品质因数(figure of merit，FoM)评估，在FoM_B(步骤数和器件数同等权重)和FoM_S(侧重步骤数)指标下性能改进分别达到1.37×—12.18×和1.80×—41.98×。本文设计为基于忆阻器的存算一体加法电路的高效实现提供了可行方案。

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《物理学报》2026年第12期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/12

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