二维过渡金属硫化物构成的范德瓦耳斯异质结由于存在晶格失配或层间相对旋转角度会产生周期性的莫尔条纹结构，由此引入的纳米尺度莫尔周期势可以影响激子的空间传输过程。目前有关双层过渡金属硫化物转角同质结中激子莫尔势调控的研究比较有限，本工作利用第一性原理计算研究了外加垂直电场对不同旋转角度的双层WSe₂同质结激子莫尔势的影响，发现层间激子莫尔势的大小和势垒/势阱的位置与层间相对旋转角度及电场强度有关，不同旋转角度的双层WSe₂同质结激子莫尔势大小及势垒/势阱的位置随电场强度(⩽1 V/nm)的变化不同。这些结果为调控层间激子的局域与非局域转变提供了理论依据和数据预测，在推动人工激子晶体及纳米阵列激光器等半导体器件的发展方面具有重要指导意义。

图1 (a) 电场强度为0，1 V/nm时2H-WSe₂的能带结构图；(b) 2H-WSe₂在K点处对应价带的放大图；(c) 2H-WSe₂在Q点处CBM及K点处VBM的W原子的二维电荷密度图；(d) 不同电场强度下5种堆叠次序的双层WSe₂ 在K点对应的能隙；(e) K-K激子莫尔势随实空间位置变化的三维及二维投影示意图，可以将激子(红色和黑色小球)束缚在莫尔势最低位置处；(f) 转角接近0°/60°的双层WSe₂中K-K激子莫尔势大小随电场强度的变化

本工作利用第一原理计算研究了外加垂直电场对双层 WSe₂转角同质结 K-K激子莫尔势大小和势垒/势阱位置的调控，揭示了不同旋转角度下双层 WSe₂同质结中层间激子莫尔势随电场强度及实空间位置的变化关系，为实验上研究利用外加电场操纵激子的局域与非局域转变，实现其空间扩散行为的调控提供了理论依据。

太赫兹波(terahertz，THz)是位于微波和红外之间介观尺度波长的电磁波，因其低电离性和指纹性的特点，在生物医学领域有着巨大的应用潜力，尤其是在肿瘤的术中定位定性诊断方面。而对于定位定性诊断需求最迫切的肿瘤为胶质瘤，因其侵袭性和异质性，切除后极易复发且对临近脑区神经功能有显著影响，快速确定瘤体边界以及肿瘤病理学特征，是开展胶质瘤精准诊疗和临床研究的重要前提。本文总结了胶质瘤诊断的生物物理技术，梳理了太赫兹波这一新兴技术在胶质瘤诊断方面所取得的研究成果。进一步，基于胶质瘤组织病理和分子病理整合诊断研究进展，提出不同分子分型肿瘤组织在太赫兹波段可能具有不同 “特异性蛋白组成”的太赫兹肿瘤亚型识别机制假说，结合脑组织生物学特点与体液中胶质瘤标志物检测潜力，全面设想了未来太赫兹波在胶质瘤临床诊疗中的应用模式和发展前景。

图1 胶质瘤诊断方法

文章在胶质瘤的定型定位诊断方面进行了详细的总结，梳理了太赫兹波在胶质瘤诊断方面取得的研究成果，并提出了一种太赫兹肿瘤亚型识别机制假说。随着近些年来太赫兹源技术的快速发展，太赫兹在生物医学中的应用是人们关注的热点问题。文章对相关领域的读者有重要的参考作用。

本文主要介绍标记单光子源的制备、特性，及其在3种主流量子密钥分发(BB84，测量设备无关，双场)协议中的应用与发展，同时通过对比标记单光子源和基于弱相干态光源在同类协议中的性能，分析讨论不同光源的优缺点。此外，针对双场量子密钥分发协议中对单光子干涉特性的要求，分析了标记单光子源在双场协议应用中的局限性，并讨论了可能的解决方案，对今后发展实用化量子保密通信系统将起到有价值的指导和推进作用。

图1 HSPS制备原理示意图

这篇综述系统地介绍了标记单光子源的制备、特性，及其在主流量子密钥分发中的应用，对于该领域的研究有提纲挈领的作用。

高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中剧烈的空化效应可能损伤靶区周围健康组织，因此，亟需开发可对生物组织内部声空化效应进行高精度时空定量监测的新型技术手段，方能确保临床安全和有效。相对于传统的商用超声灰度值信号，超声射频(RF)信号可以更好地保留声波散射信号更多的细节信息。而信息熵作为非基于数学函数模型的统计参数，可以表征由声空化效应引发的组织内部散射体无序度演变状态。因此，本文提出了一种基于超声RF信号熵分析的声空化实时监测成像系统，在此基础上实时评估HIFU引发的超声空化区域时空演化行为。首先，通过改制后的B超系统获取凝胶生物仿体内部由HIFU引发的空化泡群产生的散射回波原始RF信号，利用二维均值滤波方法抑制HIFU强声束对声空化监测成像回波信号的干扰后，通过数据标准化处理扩展RF信号的动态变化范围，再基于滑动窗信息熵分析重建熵值图像，经过二值化处理后即可实现对HIFU作用下组织内部声空化区域的时空监测。实验结果表明，相比于传统B超灰度成像法，基于RF信号熵分析的声空化监测成像算法可以更灵敏且精确地确定空化发生的起始时间和空间位置，有助于更好地保障HIFU临床治疗的安全性和有效性。本文的工作为HIFU治疗过程中组织内部声空化区域的时空监测提供一种具有极大应用前景的技术手段，为声空化生物效应量-效评估体系的建立奠定了良好的理论和实验基础。

图1 不同时刻治疗区域的图像 (a) 初步B模式图像；(b) 去干扰后初步B模式图像；(c) 熵值图像；(d) 经二值化处理后的熵值图像

本文基于超声RF信号熵分析熵值法和传统B超灰度图像比较能够较灵敏、精确地确定空化发生的起始时间及空间位置，可作为一项具有应用前景的技术手段用于 HIFU 临床治疗中的空化区域时空演变行为的实时监测，为 HIFU 临床治疗量-效评估体系的建立提供良好理论和技术基础。

基于里德伯原子的量子微波测量技术快速发展并受到广泛关注，该技术已展现出探头尺寸与波长无关、宽频谱测量等显著优势，光纤耦合原子气室探头是便携式量子微波测量系统的关键技术之一。现有双端口光纤耦合原子气室探头的探测光输出与耦合光输入共用渐变折射率(graded index，GRIN)透镜及光纤的方式，使得探测光传输效率仅为17%。在此条件下，需通过增大探测光输入功率以获得足够的透射光输出功率，这使得电磁诱导透明(electromagnetically-induced transparency，EIT)光谱展宽至11 MHz，测量灵敏度降低。本文提出集成二向色镜的三端口光纤耦合原子气室探头，在保证原子气室中探测光、耦合光重叠相向传输的条件下，出射的探测光被分离至独立的GRIN透镜及输出光纤，探测光传输效率为40.4%，EIT光谱半高宽被降低至6 MHz。该探头被用于开展EIT光谱测量、基于空间混频技术的数字通信实验研究，实验结果验证了该探头对数字通信信号的接收能力。

图1 三端口光纤耦合原子气室探头

可移动、便携式的里德堡原子微波测量系统中，光纤耦合原子气室探头是探头小型化的重要技术路线之一。该工作针对双端口光纤耦合原子气室中，探测光和耦合光共用光纤导致的探测光功率不足，但增加耦合光强会导致EIT光谱展宽的问题，用二向色镜将探测光和耦合光分开，在保证原子气室中探测光、耦合光重叠相向入射的条件下，实现了一种三端口光纤耦合原子气室探头，提高了探测光传输效率及 EIT 光谱质量，并开展了基于量子微波测量技术的微波数字通信应用研究。该工作有一定的创新性，实验数据系统而扎实，结论合理可靠。 

A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料，相比于ABO₃型单钙钛矿氧化物材料，具有更好的稳定性和更宽泛的能带选择范围，在光催化全解水领域具有良好的应用前景。然而，由于晶体结构和组成元素的多样性，实验和理论上快速、准确搜寻高催化活性的A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料具有相当大的挑战性。本文由材料数据库的带隙值数据出发，采用机器学习与第一性原理相结合的方法，从50000多种A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料中筛选出近8000种可能适用于光催化全解水的材料。对筛选结果的统计分析表明，B/B'位均为d¹⁰金属离子的双钙钛矿氧化物，更有可能成为全解水光催化剂。随后通过进一步的第一性原理计算挑选出Sr₂GaSbO₆，Sr₂InSbO₆和K₂NbTaO₆这3种带边位置合适且不含铅、汞离子的A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料作为候选的全解水光催化剂。

图1 基于两步机器学习算法的双钙钛矿氧化物筛选框架。包括数据准备、特征选择、机器学习过程和DFT验证4个步骤

能源短缺和环境污染是人类面临的两个重大问题，发展绿色能源是解决这些问题的方法之一。光催化全解水制氢是解决能源短缺和环境污染的最有发展潜力的策略，研发合适的光催化剂是物理学、材料科学等学科的重大课题。该文采用机器学习结合第一性原理的方法，从5万多种A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料中挑选出8千多种带隙适合光催化全解水的新型材料，发现B/B'位均为d¹⁰金属离子的双钙钛矿氧化物更有可能成为全解水光催化剂；基于第一性原理计算挑选出3种带边位置合适且不含铅、汞离子的A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物材料（Sr₂GaSbO₆，Sr₂InSbO₆和K₂NbTaO₆）作为候选的全解水光催化剂。本文对研发双钙钛矿催化剂材料有一定意义。

温度是燃烧过程中影响反应路径和速率的重要参数，决定着燃烧和能量交换效率，OH，NH，NO等组分参与燃烧中的关键基元反应，并影响NO_x污染物的生成。因此，温度和OH，NH，NO浓度的同步测量对于判断燃烧状态、研究反应机理和排放特性具有重要意义。本文搭建了高空间分辨率的宽带紫外吸收光谱测量系统，实现了火焰温度和OH，NH，NO浓度的同步测量，并对3种组分宽带吸收光谱的温度灵敏度和浓度检出限进行了定量分析。随后，利用所建立的测量方法对NH₃/CH₄/air常压平面预混火焰的温度和OH，NH，NO浓度的高度分布进行了高精度测量：NH的1σ检出限达到1.8×10^–9 m (1560 K)，在常压火焰实现了10^–9量级的NH吸收光谱测量；OH和NO的1σ检出限分别达到60×10^–9 m (1590 K) 和1×10^–6 m (1380 K)，也明显优于现有的红外激光吸收光谱测量结果。实验所得温度和OH，NO，NH浓度分布曲线与基于Okafor等机理的计算流体动力学预测结果非常符合，验证了基于宽带紫外吸收光谱方法的温度和组分浓度同步测量效果。

图4  宽带吸收的光路布置和McKenna燃烧器供水供气系统示意图

作者搭建了高空间分辨率的宽带紫外吸收光谱测量系统，实现了火焰温度和OH、NH、NO浓度的同步测量，实验所得温度和OH、NO、NH浓度分布曲线与基于Okafor等人机理的计算流体动力学预测结果非常吻合，验证了基于宽带紫外吸收光谱方法的温度和组分浓度同步测量效果。对于判断燃烧状态、研究反应机理和排放特性具有重要意义。

构建了纯水作为可饱和吸收体的被动调Q和锁模掺铥光纤激光器。通过陶瓷套管将纯水固定在两个光纤跳线头之间，调整水层厚度可以分别实现调Q和锁模操作。调Q状态下的最大输出功率为0.531 mW，此时的重复频率为53.45 kHz，脉冲宽度为3.01 μs。锁模状态下的最大输出功率为2.28 mW，重复频率为17.69 MHz，脉冲宽度为1.42 ps。本文使用纯水作为可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器，其具有皮秒级的响应时间、低廉的价格和极高的损伤阈值，可为掺铥全光纤脉冲激光器提供一种新方案。

图1 纯水SA掺铥光纤激光器的实验结构 TDF，掺铥光纤；WDM，波分复用器；PI-ISO，偏振无关隔离器；PC，偏振控制器；OC，光耦合器；SA，可饱和吸收体

在本文中，作者报道了一种利用纯水作为可饱和吸收体应用于掺铥光纤谐振腔中，通过调节水层的厚度，实现了被动调Q和被动锁模激光输出。该实验方案为掺铥光纤锁模激光器的实现提供了一种思路。

二维WTe₂由于特殊的晶格对称性而衍生出量子自旋霍尔效应、非线性霍尔效应等奇异性质。确定其晶体结构的细节是理解这些性质的重要出发点。本文利用温度、偏振依赖的拉曼光谱与光学二次谐波产生，详细研究了一至三层WTe₂的晶格对称性。实验发现，单层样品具有可观的二次谐波产生信号，表明其晶格中心对称性破缺，且偏振依赖符合C_s点群，与此前普遍认为的中心对称的1T′结构不同。双层样品具有更为显著的二次谐波产生信号，且信号强度的温度依赖与铁电相变一致，表明层间堆叠产生了更强的中心对称性破缺，提供了该体系中存在层间滑移铁电的证据。三层样品的二次谐波产生信号约为单层样品的五倍，但比双层样品弱一个数量级，表明层间堆叠导致其具有较弱的中心对称性破缺。仅单层与双层样品中出现了多个显著的二阶拉曼散射峰，其温度依赖反映出电子结构对层间耦合高度敏感。这些结果将有助于完善对原子级厚度WTe₂物理性质的理解。

图1 (a) 机械剥离获得的WTe₂样品的光学照片。数字和虚线分别代表样品的层数和不同厚度区域之间的分界线. 比例尺：5 μm；(b)，(c) 对图(a)中方框区域进行SHG扫描的成像图，均在垂直偏振条件下获得，入射光偏振方向分别对应于图(e)中的30°和90°；(d)，(e) 单层WTe₂的偏振角度依赖SHG，分别在平行(//)和垂直(⊥)偏振条件下获得. 实线为根据正文中模型拟合的结果. 所有数据在4 K获得；(f) 上图为单层WTe₂在文献中普遍认为所具有的中心对称的1T′结构，下图为单层WTe₂中心对称性破缺的一种可能结构， 称作1T_d

作者对单层、两层和三层二维WTe₂样品进行了研究，测量了样品拉曼光谱、二次谐波并研究了相关效应随样品温度、光偏振态的变化。相关结果对于分析一至三层WTe₂样品晶格结构等有良好的参考价值。

随着集成电路技术的快速发展，芯片结构更加复杂，尺寸越来越小，对薄膜沉积的性能提出了更高的要求。等离子增强化学气相沉积(PECVD)与CVD等传统工艺相比，可以在低温下实现镀膜，提供高密度、高性能的薄膜。本工作采用二维流体蒙特卡罗模型耦合沉积剖面演化模块研究了容性耦合SiH₄/N₂O/Ar混合气体放电中的极板径向位置、气体比例和气压对PECVD氧化硅薄膜沉积的影响。结果表明，离子通量和中性基团通量在极板位置的差异化分布使得所沉积薄膜沿着径向存在较大的不均匀性。进一步研究发现通过增大笑气、减小Ar含量或增大气压，薄膜的沉积效率会得到提升。但是，过快的沉积速率会导致槽结构中出现 “钥匙孔结构”、空位和杂质过多等一系列不良现象。这些问题在实际工艺中很棘手，在后续的研究中将通过调控放电参数等来改善薄膜质量，以期指导实际工艺。

图1 沉积模块考虑的表面反应过程示意图

一直以来，等离子体技术在微电子工业中起着重要作用，特别是随着芯片结构更加复杂，尺寸越来越小，对等离子体工艺提出了更高的要求，数值模拟在其中所起的作用也越来越显著。本文采用二维流体蒙卡模型耦合剖面演化模块，研究了低气压容性耦合放电中放电参数对薄膜沉积的影响。本文使用模型恰当、描述模型准确、计算数据翔实、图表文献规范、文章结论合理。

为制备产生高品质电子源的高量子效率半导体Cs-Te光阴极，基于INFN-LASA的Cs-Te光阴极制备方法，发展一套Te断续、Cs持续沉积制备Cs-Te光阴极的方法。在SINAP和SARI的光阴极制装置上制备的Cs-Te光阴极，波长265 nm紫外光照射下，量子效率大于5%，并且制备成功率达到100%。只要制备腔室真空好于10^–8 Pa，这套制备方法就能制备高量子效率的Cs-Te光阴极，且不因制备装置和操作人员的改变而改变。

图1 Te和Cs源的沉积厚度、反射率、量子效率和真空度随时间的变化

在科学装置中，为了制备高品质电子源， 发展一套 Te 断续、Cs 持续沉积制备 Cs-Te 光阴极的方法。在制备环境真空度好于10^–8Pa 条件下，分别在 SINAP 和 SARI 的光阴极制装置都成功地制备了量子效率大于 5%@265nm 的 Cs-Te 光阴极，成功率达到 100%。 在 Cs-Te 光阴极制备中，存在顺序和共蒸两种方法，作者在电子源研究中，采用顺序和共蒸的折中方案，获得了较好效果。

脊髓功能对神经传导通路至关重要，脊髓血管受损及伴随的继发性损伤与脊髓功能状态密切相关。因而，脊髓内微血管网络结构和血流状态在脊髓功能在体、精准与实时评价中具有重要前景。临床常用的血管造影手段存在分辨率低、放射性、设备笨重和使用不便等问题，无法全面满足脊髓血流术中检查与预后跟踪的需求。本文以基于多角度复合平面波的超快超声技术为基础，应用超分辨率定位显微技术(ULM)，实现了大鼠脊髓内微血管成像。基本原理为应用基于鲁棒主成分分析(RPCA)的滤波方法，分离脊髓组织信号和运动的造影微泡信号，通过微泡定位、轨迹追踪，实现亚波长分辨率的超分辨率超声成像。随后，引入基于傅里叶环相关系数方法，对成像分辨率进行量化分析；进而对微泡数量、有效轨迹、血管饱和度、血流速度和半高全宽范围等进行了定量评价。在体成像实验结果表明，ULM可获得清晰的大鼠脊髓内微血流图像。定量分析表明，发射频率为15.625 MHz的超声探头可实现13—16 μm范围的分辨率，远小于100 μm成像波长。综上，ULM可被应用于脊髓内微血管精准成像，相关结果可为超分辨率脊髓功能监测与动态评价的进一步研究提供借鉴，对于脊髓损伤诊断、应急治疗与预后恢复等临床研究亦有一定的借鉴意义。

图1 基于FRC曲线的分辨率测定

该论文应用多角度复合平面波超声超分辨率定位显微技术(ULM)，实现了大鼠脊髓内微血管成像。在应用基于鲁棒主成分分析(RPCA)的滤波方法分离脊髓组织信号和运动的造影微泡信号等方面具有创新性；并对成像分辨率进行了量化分析，对微泡数量、有效轨迹、血管饱和度、血流速度和半高全宽范围等进行了定量评价。对脊髓功能监测与动态评价具有重要价值。