物理学进展

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贺圣荣, 邢军, 姚晓龙, 马小曼, 李鹏

2025 (4): 169-194. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2025.04.002

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卤化物钙钛矿材料因其在光电转换效率上的显著优势而成为新能源领域的研究热点，而三维 (3D)/二维 (2D) 钙钛矿异质结更因其独特的能带结构和灵活可调控的载流子行为的优势而备受关注。本文聚焦 3D/2D 卤化物钙钛矿异质结的可控制备及性能优化的研究领域，首先综述了 3D/2D 钙钛矿异质结的概念、优势及常规制备方法，包括固–液后旋涂法、固–气气相沉积法以及固–固反应等常规制备方法；然后探讨了通过界面工程、材料工程和器件结构优化等策略来提升 3D/2D 钙钛矿异质结性能的有效方法；接下来，概述并评估了 3D/2D 异质结在太阳能电池和光电探测器领域的最新研究应用进展；最后，我们讨论了 3D/2D 钙钛矿异质结当前面临的稳定性和环境适应性等挑战，并系统展望了 3D/2D 钙钛矿异质结研究的未来发展趋势，旨在为实现其在光电领域的广泛应用提供可行性思路和优化方案。

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非线性光子晶体中二次谐波光学涡旋的产生与优化

刘世强 , 张鑫宇, 陈琰, 李世凤, 赵刚, 祝世宁, 胡小鹏

2025 (4): 191-168. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2025.04.001

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二阶非线性系数空间调制的非线性光子晶体 (NPC) 可以用于产生光学涡旋，从而拓展涡旋光束的工作波长与拓扑荷数，为众多应用提供了新方法。在本工作中，我们研究了基模高斯光束在非线性叉形光栅中非线性倍频产生的二次谐波 (SH) 涡旋光束的过程。分析了不同结构拓扑荷和衍射级次下，远场 SH 光束的强度分布、位相分布及轨道角动量 (OAM) 谱。结果表明，当衍射阶次和结构拓扑荷增大时，SH 光束呈现出角向干涉条纹和非均匀强度分布，偏离标准涡旋光束的环形特性。为优化 SH 涡旋光束质量，进一步研究了基波光束腰半径、晶体厚度及光栅占空比对倍频光场的影响。结果显示，增大基波光束腰半径、优化叉形光栅的厚度及占空比可有效抑制不同衍射阶次间的干涉，从而改善 SH 光束质量。本研究为基于 NPC 的非线性光学器件性能优化提供了理论指导。

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二维过渡金属硫族化合物的激发态动力学研究

秦春博, 张春峰

2025 (4): 195-207. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2025.04.003

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二维过渡金属硫族化合物 (TMDs) 展现出强光与物质相互作用以及显著的激子效应，针对其激发态动力学的研究无论是对相关的基础研究还是技术应用，都具有重要的意义。为此，本文总结了单层 TMDs 及其堆叠形成的范德瓦耳斯异质结中的激发态动力学研究。具体而言，我们介绍了单层中激子与异质结中层间激子的产生到复合动力学过程，期间着重介绍了异质结中层间电荷转移，以及层间转角和莫尔超级晶格相关激发态动力学的近期研究。最后总结了目前的研究中未解决的问题并以对未来的展望作为结尾。

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