物理学进展

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王开元, 吕昕, 马国龙, 文露, 李志强, 王雷

2026 (4): 165-173. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.04.001

PDF(1620KB) ( 45 )

声子极化激元是由红外光子与晶格振动耦合形成的混合准粒子，能够实现亚波长电磁场局域。这一独特性质使其在纳米尺度红外光场调控和强光–物质相互作用方面极具前景。在本研究中，我们从理论上探讨了不同氮化硼 (boron nitride, BN) 系统中的双曲声子极化激元。通过将不同 BN 材料包括 h 10BN、h 11BN、热解氮化硼 (pyrolytic boron nitride) 和纤锌矿氮化硼 (wurtzite boron nitride) 组合构建范德瓦耳斯异质结构，并进一步与 α-MoO₃ 集成，系统地分析了材料组成、堆叠顺序和层厚对极化激元色散、层间耦合和界面杂化的影响。我们首先研究了同位素质量变化、晶体无序引起的阻尼以及相位依赖介电响应对不同 BN 本征色散的影响，研究结果表明，多层 BN 异质结构能够实现可调模式杂化，从而导致色散重构，包括支路重排和光谱重新分布。当与 α-MoO₃ 耦合时，体系在特定参数条件下可能出现由模式耦合引起的多个色散带隙以及低群速度分支等特征。整体结果表明，材料选择、堆叠构型和厚度分配为定制双曲声子极化激元提供了多种自由度，为复杂范德瓦耳斯异质结构中的红外极化激元工程提供了理论指导。

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反铁电薄膜材料体系、研究现状及应用展望

马行健, 黄新苗, 李伟伟

2026 (4): 174-201. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.04.002

PDF(7541KB) ( 37 )

反铁电材料的研究迄今已有七十余年，其独特的场致相变行为在电介质储能器件、新型信息器件及热管理器件等领域展现出巨大的应用价值。随着薄膜生长技术的进步以及电子器件小型化、集成化的发展需求，反铁电薄膜受到越来越广泛的关注。大量研究显示，反铁电薄膜材料展现出异于块体的新奇物性，同时也面临诸多挑战，如尺寸效应导致反铁电特性在临界厚度以下减弱甚至消失等。在此基础上，本文系统梳理了反铁电薄膜材料的发展历程，从反铁电性的物理起源、典型材料体系 (包括钙钛矿结构的 PbZrO₃、PbHfO₃、NaNbO₃、AgNbO₃ 以及萤石结构的 Hf_xZr_1−xO₂ 等) 的结构与相变特征，到储能电容器、反铁电存储器、反铁电场效应晶体管、反铁电隧道结以及电热效应等多元化功能器件应用，进行了全面的归纳与讨论。期待能吸引更多研究人员关注反铁电薄膜的发展，深入探索其尚未完全揭示的微观机理，共同推动反铁电薄膜新材料、新器件与新应用的持续突破。

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固态色心量子传感研究进展

冯子涵, 汪帅岩, 林春丹, 杨振清

2026 (4): 202-215. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2026.04.003

PDF(1802KB) ( 30 )

量子传感作为量子信息技术的核心分支，借助量子叠加、量子纠缠等量子效应突破经典物理极限，成功实现物理量的超高精度测量。相较于传统量子传感材料，固态色心材料因嵌入刚性晶格，具备在室温大气环境下稳定保持量子相干性、良好生物相容性、优异环境耐受性以及长自旋态相干时间等核心优势，为量子传感产业化落地提供了优质材料支撑。本文首先介绍了量子精密测量和传感技术的发展趋势，阐述了量子传感的重要性；接着聚焦金刚石氮—空位色心、第 IV 主族色心以及六方氮化硼色心等典型固态色心量子传感体系，系统介绍了其结构与应用；最后拓展至其他固态量子传感材料，并对固态色心量子传感的发展前景及面临的挑战进行了展望。

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