连发7篇顶刊，南科大以高质量科研成果跑好春天“第一棒”

人勤春来早

南科大的科研人

砥砺前行 勇攀高峰

在春天这个充满希望的季节里

在科研攻关中取得丰硕成果

2024年开年以来

南科大已有7项成果在

《自然》（Nature）

《科学》（Science）

国际顶尖期刊上发表

并有1项成果入选

“2023年度中国科学十大进展”

科技浪潮滚滚而来

新的“科学的春天”已经到来

南科大紧密围绕服务高质量发展

为高水平科技自立自强做出新的更大贡献

八项科研成果主图

1月5日

化学系刘柳副教授团队在Science发文揭秘反电子态双亲性卡宾

1月31日

环境科学与工程学院郑一教授团队在Nature发表机器学习指导全球农田氨减排的研究成果

2月2日

材料科学与工程系讲席教授徐保民、研究助理教授章勇、前沿与交叉科学研究院研究教授王行柱团队在Science发文报道钙钛矿光伏技术新突破

2月14日

物理系、量子科学与工程研究院刘畅副教授课题组，刘奇航教授课题组在Nature发表反铁磁材料自旋劈裂行为的研究成果

2月16日

理学院杨学明院士团队合作发现首例分子高激发态的漫游反应通道，以长文形式发表在Science

2月29日

量子科学与工程研究院“玻色编码纠错延长量子比特寿命”成果入选“中国科学十大进展”榜单

3月1日

环境科学与工程学院副教授匡星星、讲席教授郑春苗、讲席教授刘俊国等合作在Science刊文，阐述地下水在全球水循环中的关键作用与变化

3月1日

环境科学与工程学院讲席教授刘俊国研究团队在Science刊文，阐述人为气候对全球河川径流季节性的影响

南科大科研成果入选“2023年度中国科学十大进展”

2024年2月29日，由国家自然科学基金委员会主办的“2023年度中国科学十大进展”发布会在北京召开，我校量子科学与工程研究院“玻色编码纠错延长量子比特寿命”成果入选“中国科学十大进展”榜单。

2023年3月，在中国科学院院士、南科大量子科学与工程研究院院长、物理系讲席教授俞大鹏的带领下，超导实验室的徐源研究员、倪忠初博士等人联合福州大学郑仕标教授、清华大学孙麓岩教授等团队攻坚克难，在基于超导量子线路系统的量子纠错领域一举取得了突破性重大实验进展：团队通过对微波腔中的离散变量光子量子比特进行实时反馈校正，证明了超过QEC的盈亏平衡点，并在Nature上发表。

“十大科学进展”入选简介指出，该研究在国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点16%，展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力，具有里程碑式的重要意义。

刘柳团队在Science发文揭秘反电子态双亲性卡宾

南方科技大学理学院化学系副教授刘柳团队在卡宾化学领域取得重要进展，以题为“一个稳定的铑配位σ⁰π²电子态卡宾（A stable rhodium-coordinated carbene with a σ⁰π² electronic configuration）”的研究文章发表在国际顶尖学术期刊Science上。该成果通过“配位-固定”策略和取代基的推拉电子效应，合成了一种反电子态双亲性卡宾。这类卡宾的分离表征扩展了人们对碳化学的认知，并有望革新双亲性主族元素化学的发展。

课题组致力于双亲性主族元素化学的研究（既亲核也亲电）。瞄准主族结构基元“0到1”的原始创新，就“如何稳定（多重）双亲性结构基元”这一核心科学问题，通过合理的设计，成功分离表征或原位构建了一系列双亲性主族化合物，深度探讨了这些新颖结构基元的化学性质以及潜在的应用前景。

郑一教授团队在Nature发表机器学习指导全球农田氨减排的研究成果

南方科技大学环境科学与工程学院郑一教授团队采用机器学习方法预测农田氨排放因子并产出高分辨率全球排放数据，揭示了三大粮食作物（水稻、小麦和玉米）农田氨排放的驱动因素和全球格局，评估了因地制宜优化农田肥料管理的减氨潜力。成果以“Fertilizer management for global ammonia emission reduction”为题发表于Nature。

这项研究给出了全球农田氨排放的高清图景，为世界各地实施差异化减排措施提供了指导性建议，并指出目前全球实施减排措施尚面临经济成本高、农业集约化程度不足等重要障碍。研究成果对于防治雾霾、保障粮食安全的政策制定与管理实践具有重要指导意义，也展示了大数据与人工智能支撑可持续发展目标（包括“零饥饿”、“良好健康和福祉”、“应对气候变化”等）达成的巨大潜能。

徐保民、章勇、王行柱团队Science发文报道钙钛矿光伏技术新突破

由南方科技大学材料科学与工程系讲席教授徐保民、研究助理教授章勇、前沿与交叉科学研究院研究教授王行柱团队在国际知名学术期刊Science发表了题为“Aqueous synthesis of perovskite precursors for highly efficient perovskite solar cells”的最新研究成果。该研究在高效钙钛矿太阳能电池领域取得了显著突破，成功揭示了水相合成钙钛矿晶体前驱体的纯化机制，为制备高效太阳能电池并大幅降低原料成本提供了重要支持。

在这项研究中，该团队成功地通过水相合成获得了高纯度的甲脒碘化铅（FAPbI₃）晶体，其纯度平均值可达99.994%。这一成果通过使用低成本、低纯度的原材料，实现了公斤级的规模化生产，成本比商业PbI₂和甲脒碘化物低两个数量级。通过进一步的证明，水溶剂能够去除前驱体中的杂质，如钙、钠和钾离子，是晶体纯度提高的主要原因。杂质的减少不仅降低了缺陷密度，还延长了最终钙钛矿薄膜中的载流子扩散长度，为钙钛矿太阳能电池的卓越性能提供了有力支持。

刘畅、刘奇航课题组在Nature发表反铁磁材料自旋劈裂行为的研究成果

南方科技大学物理系、量子科学与工程研究院刘畅副教授课题组，刘奇航教授课题组和中国科学院上海微系统与信息技术研究所乔山研究员课题组合作，在反铁磁材料的电子结构研究中取得进展。研究团队首次在实验上直接观测到了反铁磁材料中自旋劈裂的能带，相关成果以“Observation of plaid-like spin splitting in a noncoplanar antiferromagnet”为题发表在国际学术期刊Nature上。

该工作首次在实验上直接证实了具有自旋劈裂能带的非常规反铁磁材料的存在，对反铁磁自旋电子学未来的研究和应用具有指导意义。在研究过程中，研究团队尝试了多种不同的反铁磁体候选材料，最终选定了反铁磁磁畴较大的MnTe₂作为研究对象；也克服了仪器频繁故障等技术困难，经过一年多的数据收集，最终成文。

杨学明院士团队合作发现首例分子高激发态的漫游反应通道，以长文形式发表在Science

中国科学院院士、南方科技大学副校长、理学院先进光源科学中心主任杨学明实验团队联合中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军实验团队和中国科学院院士张东辉、研究员傅碧娜理论团队在分子光化学研究领域取得重要进展，联合团队利用大连光源发现了二氧化硫分子高激发态的漫游反应通道。相关成果以“Roaming in highly excited states: The central atom elimination of triatomic molecule decomposition”为题，以长文（research article）形式发表在Science上。

该工作结合高分辨的实验和高精度的理论研究，展示了首例分子光解离过程中的高激发态漫游反应通道，表明漫游反应在化学反应中的普适性，为理解和预测化学反应提供了新的视角。漫游反应对传统的化学反应理论提出了挑战，这将促使科学家发展新的理论模型和计算方法来更精准地描述和预测化学反应。

匡星星与郑春苗、刘俊国等合作在Science刊文，阐述地下水在全球水循环中的关键作用与变化

南方科技大学环境科学与工程学院副教授匡星星、讲席教授郑春苗、讲席教授刘俊国合作研究团队在Science期刊上发表以“地下水在全球水循环中的关键作用与变化（The changing nature of groundwater in the global water cycle）”为题的综述论文。文章阐述了近几十年来，气候变化和其他人类活动造成的全球水循环中地下水的变化，回顾了这些因素对地下水的补给、排泄、径流、储存和分布变化的影响机制，评估了地下水变化对海平面上升的贡献及海平面上升引发的地下水淹没风险，展望了实现全球地下水资源可持续利用的挑战与策略。

文章指出应从区域和全球两方面考虑地下水资源，将地下水和地表水作为一种水资源来管理。必须同时确保粮食和水安全以及维持生态系统的健康。将可持续性纳入地下水法律、条例和政策的全球趋势日益增长。森林和湿地保护、海水淡化、废水循环利用、地下水回补、引水工程和绿色基础设施发展等各种管理策略已经被用于加强地下水的恢复能力，成为应对全球日益严重的地下水储量减少问题的关键。

刘俊国团队在Science上刊文，阐述人为气候对全球河川径流季节性的影响

南方科技大学环境科学与工程学院讲席教授刘俊国研究团队与利兹大学教授Joseph Holden与Megan Klaar在Science上发表以“人为气候影响了全球河川径流季节性（Anthropogenic climate change has influenced global river flow seasonality）”为题的研究论文。研究结合全球水文站点观测、径流重建和全球水文模型，综合运用最优指纹检验和基于斯皮尔曼相关系数的两种气候变化检测和归因方法，对全球河川径流季节性变化进行分析，发现人为气候变化导致了北半球高纬度地区的河川径流季节性减弱。

研究进一步分析表明，全球变暖是导致该地区河川径流季节性变化的主要因素，降水对其影响不显著。升温导致早期融雪增加、冰川面积减少、永久冻土消失、降雪比例减少以及河流冰冻期缩短，可能是引发河川径流季节性变化的主要机制。如果气温继续上升，河川径流季节性可能会持续减弱，对河流生态系统健康将造成潜在的影响。气候变化背景下开展洪涝灾害防控及进行渐进式生态修复将成为更严俊的挑战。

春天，播种新的希望和梦想，南科人将乘势而上接力“第一棒”。广东省高质量发展大会指出，我们要坚定不移走好高质量发展之路，抓住科技创新这个“牛鼻子”。学校在2024年春季战略规划发展研讨会提出，南科大作为国内新型研究型大学的代表，应当在高质量发展大局中抢抓机遇，有所作为。

2024年是中华人民共和国成立75周年，也是学校全力建设“双一流”、实现“十四五”规划目标以及“三步走”中长期规划第一步的冲刺之年，南科大将以更高站位、更大力度、更实举措推进高质量发展和“双一流”建设，以更大决心、更强力量和更高标准实施“三三五”方略，助力高水平科技自立自强，为以中国式现代化全力推进强国建设和民族复兴伟业作出新的更大贡献。

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