多次登顶刊，南科大近期科研成果速览

南科大的科技工作者

一直以来聚焦科研领域潜心耕耘

以科学家精神在前沿领域不断探索

近期南科大高水平学术成果

源源不断

在多个方面取得新进展

一起来看看吧

南科大近期科研成果速览

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揭示细胞短距离囊泡运输新机制

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通过捕获的空穴释放和赝纳米结构巧获高性能热电材料

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首次合成二维全有机钙钛矿晶体，揭示其超低电子剂量有机官能团结构表征

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在单光子操控方面取得重要进展

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在碲基稀土团簇构筑方面取得新进展

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对Sr₂RuO₄非常规超导电性的理论研究获新进展

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在神经仿生离子信息器件领域取得新进展

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深入解析Langya病毒G蛋白四聚体的高分辨结构

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开发可精准计量的柔性压力传感器

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阐述麻醉和意识复苏的神经生物学原理

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在重构复杂系统历史演化过程上取得新进展

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揭示β-冠状病毒复制细胞器DMV聚集机制

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揭示地球系统模拟中的蒸散发对植被变化响应敏感性问题

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在量子点发光二极管领域取得系列进展

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在半导体自旋极化寿命调控方向取得最新进展

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用深度神经网络完成亚马逊流域分布式水文模拟

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成功研制室温片上微型红外光谱仪

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在超快激光微纳制造领域取得新进展

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在JSSC发表高速有线芯片设计领域重要进展

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提出基于视触融合的本体感知机器人学习技术

*以上排序按照新闻发布顺序排列

南科大张明杰院士团队揭示细胞短距离囊泡运输新机制

中国科学院院士、南方科技大学生命科学学院院长张明杰团队，以突触前膜为模板，以突触小泡的运输为具体案例，深入揭示了由相分离机制介导、不依赖于马达蛋白与细胞骨架及零能耗的定向运输方式，为我们理解细胞内短距离定向运输提供了全新的视角。文章以“Short-distance vesicle transport via phase separation”为题，在顶级期刊Cell上在线发表。

本研究揭示了一种新型的由相分离介导的囊泡运输方式，该方式既摆脱了传统远程运输对马达蛋白与细胞骨架的依赖，又解决了被动扩散无法提供方向性的问题。本文作为张明杰院士课题组在突触前膜相分离研究领域的第三部力作，继前两部研究的深厚积淀之上，进一步深入探索了钙信号刺激下，相分离机制如何介导突触小泡从储备区动态转移至活性区的精细过程。这一发现不仅丰富了我们对于突触前膜功能调控的理解，也为未来神经科学领域的研究提供了新的启示。

何佳清团队通过捕获的空穴释放和赝纳米结构巧获高性能热电材料

南方科技大学物理系讲席教授何佳清团队在中温区热电材料及器件研究领域取得突破性进展，相关成果以“Pseudo-nanostructure and trapped-hole release induce high thermoelectric performance in PbTe”为题发表在国际顶级学术期刊Science上。

何佳清团队首次发现并验证了空穴载流子捕获和释放机制和其对材料电性能的调控作用，以及调控材料本证铅空位形态的赝纳米结构对材料热输运的抑制作用。团队利用材料晶格畸变实现了空穴载流子的动态调控优化电性能，诱导材料本征点缺陷制造广泛分布的赝纳米结构优化热性能，这两种策略均为其他热电材料的性能优化提供了可行的思路。同时，热电器件结构设计和转换效率的提升，也有助于推动热电发电器件的发展和应用。

林君浩课题组合作首次合成二维全有机钙钛矿晶体，揭示其超低电子剂量有机官能团结构表征

南方科技大学物理系、粤港澳大湾区量子科学中心林君浩副教授课题组与香港理工大学应用物理学系讲席教授Kian Ping Loh、助理教授冷凯、助理教授殷骏团队合作，在二维全有机钙钛矿的设计、合成和结构解析方面取得重大突破，相关研究成果以“分子厚度的二维全有机钙钛矿（Molecularly thin, two-dimensional all-organic perovskites）”为题发表在国际顶级期刊Science上。

该工作提出了一种崭新构建二维全有机层状钙钛矿的设计策略，并成功合成了多种新型分子层厚的全有机二维晶体。这种不需要金属的二维全有机钙钛矿为钙钛矿材料开辟了一个全新的分支，为开发新型全有机二维钙钛矿材料提供了重要基础。此外，冷冻透射电镜（Cryo-TEM）在表征二维全有机钙钛矿晶体结构的过程中发挥了关键作用，为研究人员深入理解这种新型材料提供了重要支撑，开辟了生物冷冻电镜技术用于化学有机材料有机基团表征的全新领域。

陈洁菲课题组在单光子操控方面取得重要进展

南方科技大学量子科学与工程研究院副教授陈洁菲课题组在单光子操控方面研究取得重要进展，在实验上首次实现了单个光子非经典光源在时空（2+1）维的艾里子弹。相关研究成果以“Spatiotemporal single-photon Airy bullets”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》，并获得编辑推荐。

这项工作利用了冷原子系综作为介质，首次实现了时空全维度操控的单光子艾里子弹。在量子网点之间利用光传输量子态的过程中，光在时间或频谱或空间中的模式分布可采用艾里波形，进而在传输过程中的色散、衍射等问题可利用艾里子弹来解决。单光子艾里子弹将进一步应用到量子通信、量子信息处理的实验研究中。

郑智平团队在碲基稀土团簇构筑方面取得新进展

南方科技大学化学系讲席教授郑智平课题组在碲基稀土团簇的构筑研究上取得重要进展，研究成果以“原子级精确的碲基稀土半导体团簇（Atomically Precise Semiconductor Clusters of Rare-earth Tellurides）”为题，发表在Nature Synthesis杂志上。

团队通过使用KC₈作为还原剂还原单质碲，合成了五例等构的稀土碲化物团簇[(Cp*RE)₆(Te)₃(Te2)₂(Te₃)] (Cp*:五甲基环戊二烯; RE = Y, Gd, Tb, Ho, Er)。该方法为未来碲基稀土团簇的构筑提供了指导，同时该类团簇的独特性质使它们具备在未来量子材料和各种光电应用等领域的潜在应用价值。

黄文课题组对Sr₂RuO₄非常规超导电性的理论研究获新进展

科学与工程研究院副研究员黄文课题组在Sr₂RuO₄非常规超导电性的理论研究方面取得新进展，提出了该超导体中由量子几何效应诱导本征Kerr效应的新机理。相关研究成果以“Quantum-geometry-induced anomalous Hall effect in nonunitary superconductors and application to Sr₂RuO₄”为题发表在Physical Review Letters上。

本研究揭示了量子几何在Sr₂RuO₄中发挥的重要作用，通过阐明这种材料中观察到的极化Kerr效应的起源，缩小了其超导配对对称性的可能范围。在Sr₂RuO₄晶体对称性的限制下，只有两种非幺正配对态能引起本征Kerr效应，即三维手征p波（3D chiral p-wave），以及混合螺旋p波（mixed helical p-wave）。这为最终确定Sr₂RuO₄的超导对称性带来了新的启示。

肖凯课题组在神经仿生离子信息器件领域取得新进展

南方科技大学生物医学工程系肖凯课题组在学术期刊Science Advances上发表了题为“Bioinspired carbon nanotubes-based nanofluidic ionic transistor with ultrahigh switching capabilities for logic circuits”的文章。同时，该课题组围绕离子信息器件的构筑也取得了一系列进展，相关成果发表在学术期刊Angewandte Chemie International Edition、Device和ACS Nano上。

该研究受电压门控离子通道（即生命体的晶体管）的开关机理启发，成功制备了基于表面电荷调控的离子基晶体管，在超低的栅极电压下可以实现超高开关比（10⁴），并基于离子晶体管构建了逻辑门，展示了其在离子基电路应用发展。课题组期望离子晶体管在未来可以在海水中离子和分子的浓缩或分离、临床医学中的生理疾病检测、模拟大脑神经网络计算的纳米流体系统、可植入纳米流体器件和无障碍脑机接口等领域发挥重要作用。

鄢仁鸿研究团队深入解析Langya病毒G蛋白四聚体的高分辨结构

南方科技大学医学院生物化学系鄢仁鸿助理教授课题组与南方科技大学第二附属医院(深圳市第三人民医院／深圳国家感染性疾病临床医学研究中心)张政／鞠斌团队合作在Nature Communications上发表以“The cryo-EM structure of homotetrameric attachment glycoprotein from langya henipavirus” （Langya亨尼帕病毒附着糖蛋白的同源四聚体冷冻电镜结构）为题的研究论文。

该研究成功解析了新出现的Langya亨尼帕病毒（LayV）关键蛋白“G”的近全长高分辨率结构，并从结构、功能及免疫学方面揭示了LayV-G蛋白的独特之处。这些发现进一步增加了人们对这一新型亨尼帕病毒的理解，并为相关疫苗的开发提供重要参考价值，对此类新发人畜共患传染病的防控具有重要意义。

郭传飞、杨灿辉团队合作开发可精准计量的柔性压力传感器

南方科技大学材料科学与工程系郭传飞教授和力学与航空航天工程系杨灿辉助理教授研究团队合作开发了一种无漂移柔性压力传感器，解决了这类器件难以精准测量静态压力的普遍性难题，相关论文以“Creep-free polyelectrolyte elastomer for drift-free iontronic sensing”为题发表在Nature Materials期刊上。

研究团队从材料的分子结构入手，制备了一种无漏液、低蠕变聚电解质弹性体，有效地抑制了离-电型柔性压力传感器的信号漂移。这种材料是一种共聚物，包含有带电的分子链段以及不带电的可滑中性链段。前者把阳离子束缚在分子链上，以网络弹性阻碍离子的向外扩散，有效避免离子泄露；后者可有效降低分子链之间的静电吸引和机械缠结，大幅降低材料的蠕变。在上述分子结构的基础上，团队提高交联密度，进一步降低了材料的蠕变。

宋学军团队研究阐述麻醉和意识复苏的神经生物学原理

南方科技大学医学院宋学军团队在神经科学著名期刊《神经科学趋势》(Trends in Neurosciences)上以“Neurobiological basis of emergence of consciousness from Anesthesia”为题发表主编特约论文。

该综述文章系统总结了迄今为止学界对麻醉和麻醉意识复苏的神经生物学机制的认识和理解。文章阐述了麻醉导致意识消失和意识复苏的神经生物学机制研究成果，解析归纳了相关科学研究的成果及其所涵盖解释的范围和边界，阐述了麻醉意识主动复苏的最新进展，并提出未来研究方向和亟待解决的关键问题。

胡延庆团队在重构复杂系统历史演化过程上取得新进展

南方科技大学统计与数据科学系副教授胡延庆课题组在国际学术期刊Nature Communications上以“Reconstructing the evolution history of networked complex systems”为题发表研究论文，并被选为editor's highlights亮点论文。

该研究使用机器学习方法，能够高精确度地重构可网络化复杂系统的形成历史，并证明了任何不低于随机猜测的算法，对于足够大的网络可以得到高质量解。该研究为社会系统演化、生物与生态系统进化等问题提供新研究方法。

赵燕团队合作揭示β-冠状病毒复制细胞器DMV聚集机制

南方科技大学生命科学学院副教授赵燕课题组联合南方科技大学第二附属医院（深圳市第三人民医院）讲席教授张政课题组在Journal of Cell Biology上发表了题为“LLPS of FXR proteins drives replication organelle clustering for β-coronaviral proliferation”的研究论文。

该研究揭示了新冠病毒利用宿主FXR蛋白通过液-液相分离而聚集病毒DMV，同时将翻译机器招募到病毒RNA复制的位点，实现病毒RNA的复制和翻译偶联，促进病毒的高效复制。这项研究对于理解新冠病毒复制的机制以及研发针对性的治疗策略具有重要的意义。

曾振中团队研究揭示地球系统模拟中的蒸散发对植被变化响应敏感性问题

南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中课题组系统论述了目前地球系统模式模拟植被变化气候反馈中存在的问题，阐释了改进模式蒸散发分配、将地下水连通性纳入模式等工作的重要性，并提出了解决这一问题的关键途径。相关内容以“Urgent need to improve modelled sensitivity of evaporation to vegetation change”为题，在国际学术期刊Nature Water在线发表。

该论文对改进模式蒸散发分配的途径进行了深入探讨，包括增加陆地蒸散发的监测、优化蒸散发遥感反演算法、开展基于观测的蒸散发对植被变化敏感性分析、改进地球系统模式中蒸散发参数以及提升模式对地下水过程的表征等，这些举措能改善蒸散发分配问题，有助于减少模式对水循环和能量平衡模拟的不确定性。

陈树明课题组在量子点发光二极管领域取得系列进展

南方科技大学电子与电气工程系副教授陈树明课题组在量子点发光二极管（QLED）领域取得系列进展，相关研究成果分别发表在学术期刊Nature Communications、Advanced Materials、Laser & Photonics Reviews 及 Advanced Materials 上。

在器件驱动方面，课题组提出一种即插即用（PnP, plug-and-play）的QLED结构，PnP-QLED不需要借助任何驱动电路，可以直接被220 V/50 Hz家用交流电驱动发光，相关研究以“Household alternating current electricity plug-and-play quantum-dot light-emitting diodes”为题发表在 Nature Communications 上。

除此之外，陈树明课题组在家用交流电直驱QLED的结构开发上持续创新。提出了共面电极的QLED结构，开发出了新的家用交流电直驱QLED。相关研究以“220 V/50 Hz compatible bipolar quantum-dot light-emitting diodes”为题发表在Advanced Materials上。

在器件结构上，陈树明课题组近期还提出了一种新型的顶发射结构，刷新了器件的出光效率，相关工作以“Highly efficient top-emitting quantum-dot light-emitting diodes with record-breaking external quantum efficiency of over 44.5%” 为题发表在 Laser & Photonics Reviews 上。

在器件机制方面，陈树明课题组近期揭示了过剩电子对蓝光QLED的破坏作用，相关研究以“Electron‐induced degradation in blue quantum‐dot light‐emitting diodes”为题发表在 Advanced Materials 上。

陈熹翰课题组在半导体自旋极化寿命调控方向取得最新进展

南方科技大学陈熹翰副教授团队报道了在Dion-Jacobson（DJ）相二维钙钛矿的自旋动力学弛豫机制的转变。相关成果以“Tuning Spin Polarized Lifetime at High Carrier Density Through Deformation Potential in Dion-Jacobson Phase Perovskites”为题发表于Journal of the American Chemical Society期刊上。

在该研究中，研究人员揭示了由中性杂质和极性光学声子共同主导的动量散射机制，增大材料的形变势能将引起更强的激子-晶格耦合作用，可以有效调控主导散射机制从而抑制自旋弛豫，特别是在无机层数更高的结构中。研究强调了激子极化子效应在调节主导激子弛豫机制方面的作用，展示了DJ相钙钛矿在自旋电子学应用中的潜力。

郑一团队用深度神经网络完成亚马逊流域分布式水文模拟

南方科技大学环境科学与工程学院郑一教授课题组在水文水资源领域旗舰期刊Water Resources Research上发表“Distributed Hydrological Modeling With Physics-Encoded Deep Learning: A General Framework and Its Application in the Amazon”一文，介绍了在深度神经网络中编码分布式水文模型并进行多任务学习的新方法。

郑一教授课题组成功解决了深度神经网络进行汇流计算的难题，提出了一个分布式水文模拟的可微建模框架。本研究建立的可微建模框架显著提高了大尺度分布式水文模拟的计算效率和精度，为分布式水文模拟在大数据时代的发展开辟了一条新路径。

陈晓龙课题组成功研制室温片上微型红外光谱仪

南方科技大学电子与电气工程系助理教授陈晓龙课题组在学术期刊 Nano Letters 上发表以“Room-Temperature Self-Powered Infrared Spectrometer Based on a Single Black Phosphorus Heterojunction Diode”为题的文章，基于单个黑磷-二硫化钼异质结研制室温单元器件片上微型红外光谱仪。

本研究基于BP-MoS₂范德华异质结构实现了室温工作的片上微型红外光谱仪。课题组利用栅压引起的量子限制法兰兹-卡尔迪西效应（quantum-confined Franz-Keldysh）、斯塔克效应（Stack effect）、莫斯-布尔斯坦效应（Moss-Burstein effect）等，使BP-MoS₂异质结的光响应率曲线随栅压呈现非线性变化。当未知入射光谱照射BP-MoS2异质结时，通过测量不同栅压下的光电流，结合重构算法即可计算得到入射光的光谱。该器件的工作波长范围为1.7–3.5 微米，可以在室温下工作，但尺寸仅为30×50μm2，远小于传统红外光谱仪，为光子芯片集成提供了新的思路。

徐少林课题组在超快激光微纳制造领域取得新进展

南方科技大学机械与能源工程系副教授徐少林研究团队在超快激光微纳制造领域取得新进展。2024年开年以来，分别在International Journal of Machine Tools and Manufacture (IJMTM), Advanced Functional Materials (AFM), Advanced Optical Materials (AOM), Optics Letters (OL)等材料制造领域顶级期刊上发表论文。

该工作基于超快激光的光束整形技术，利用贝塞尔光束、柱矢量光束、图案化光斑以及线光源等整形超快激光，实现在玻璃、碳化硅等硬脆性块体材料、金属薄膜等材料表面的超精密微结构、跨尺度微纳结构和超衍射极限纳米结构的制备，为多种光学器件的设计和制备提供了新的解决方案。

潘权团队在JSSC发表高速有线芯片设计领域重要进展

南方科技大学深港微电子学院副教授潘权团队在高速有线芯片设计领域取得重要进展。相关成果以“A 2×56 Gb/s 0.78-pJ/b PAM-4 Crosstalk Cancellation Receiver With Active Crosstalk Extraction Technique in 28-nm CMOS”为题发表在集成电路设计领域顶级期刊《固态电路期刊》(IEEE Journal of Solid-State Circuits, JSSC)上。

这项研究提出了一种单端MIMO PAM-4串扰消除和信号再利用（XTCR）中距（MR）背板接收机（RX），通过一对差分通道实现了2×56 Gb/s的数据传输。与传统的P-XTCR技术相比，文章提出的A-XTCR技术实现了24%眼高和15%眼宽的提升，并且将误码率从1e-3提升到了1e-10。此研究实现了最高的单端串扰消除速率56 Gb/s和最佳的能效0.78 pJ/b。

宋超阳、万芳团队联合提出基于视触融合的本体感知机器人学习技术

南方科技大学机械与能源工程系助理教授宋超阳、创新创意设计学院助理教授万芳团队以“Proprioceptive Learning with Soft Polyhedral Networks”为题，在国际学术期刊The International Journal of Robotics Research上发表南科大独立研究成果。

团队系统介绍了一类可实现全方向自适应交互的柔性多面体网络结构设计方法，并率先提出基于指内视觉的机器人本体感知学习技术。该研究揭示了柔性超材料中动态粘弹性力学对于大形变下精细力触觉感知学习的影响机制，同时实现了柔性力觉精细检测以及实时动觉三维重建，可用于机器人力触觉感知抓取、柔性智能人机交互、接触物品形貌重建等应用场景，且在百万次循环使用下仍能保持可靠的视触融合本体感知性能。

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排版：段俊鸿

编辑：杨奂彦

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