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压力诱导WS₂纳米管光电性能的显著提升

姜懿峰，岳磊，魏子寓，赵晓续，李全军，刘冰冰

物理学报, 2026, 75(3):030803

doi: 10.7498/aps.75.20251345

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探索功能材料光电性能优化的有效途径对于新一代光电子器件的发展至关重要。然而现有调控策略常存在工艺复杂等问题，且一维过渡金属硫族化合物(TMDs)在极端条件下的结构演化与光电性能提升的内在关系尚不明确，制约了光电性能的进一步提升。本研究通过压力调控实现了WS₂纳米管(NT-WS₂)光电响应特性的显著增强。在13.5 GPa压力下，器件响应度提升至43.75 A/W，较初始值提高近2个数量级，外量子效率和比探测率也分别提高约67倍和10倍。高压原位X射线衍射与拉曼光谱结果表明，NT-WS₂光电性能的提升源于压力下层间作用增强导致的带隙收缩，以及纳米管致密堆积改善了载流子输运性能。本工作不仅深化了一维TMDs在极端条件下光电演化规律的理解，也为高性能纳米光电子器件的设计与优化提供了新的思路。

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压力调控的双态转换材料

陈恩，温婷，林传龙，王永刚

物理学报, 2026, 75(3):030801

doi: 10.7498/aps.75.20251336

cstr: 32037.14.aps.75.20251336

双态转换材料可在两稳定状态间可逆切换，是下一代信息存储、光电器件与量子调控的核心载体。高压因其通用性与可控性，可用于调控晶体结构、晶体场与电子结构，是实现多种物理性质双态转换的有效外场手段。本文综述了利用高压技术实现材料光、电等双态转换现象的研究进展，包括压致倍频转换、发光/变色转换、绝缘体-金属相变，半导体载流子类型的n-p转换和自旋交叉的调控，并重点讨论其中的构效关系研究以及原位表征方法。此外，部分体系还可在更复杂能量势面上表现出多态转换特征，可视作双态调控的延伸，为实现多进制信息编码与高密度数据存储提供新的可能。最后针对该领域目前在低压化与器件化和相变的可逆性等方向面临的困难，提出发展金刚石对顶砧集成微纳电极、光纤耦合及片上高压腔、降低转换压力到实用范围等潜在方向，以推动双态材料在超低功耗存储与可重构光电器件中的工程化应用。

图1 (a)利用相变材料实现的可擦写光学信息存储；(b)阻变存储器(ReRAM)的基本原理示意图；(c)本文综述框架：从压力下的光学与电学性质双态转换两个方面进行阐述；(d)—(g)双态/多态转换的(d)缓变、(e)陡变、(f)滞回、(g)多阶类型示意图

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高压对力致发光的调控：总结与展望

赵婷婷，李梅，彭赏，赵博浩，冯琦，陈彦龙，袁骏，韩莹雪，安娇，王毫，蒋升，林传龙

物理学报, 2026, 75(3):030802

doi: 10.7498/aps.75.20251312

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力致发光(mechanoluminescence，ML)是一种在机械刺激下可直接发光的现象。因其具备高空间选择性、快速响应及多模式发光协同等特性，在结构健康监测、智能传感与光学防伪等领域展现出巨大的应用潜力。然而，该领域仍面临机理尚不明确、性能优异的可应用材料数量有限，以及测试标准尚未建立等挑战。近年来，高压科学技术(尤其是动态加载技术)的持续突破与创新，为ML研究提供了新的探索途径。在GPa级高压条件下，通过调控ML材料的原子间距、电子轨道和晶体结构，不仅实现了对其发光强度与颜色的高效调控，还成功捕获到从微秒到秒量级的发光动力学演化过程，为揭示ML微观机制提供了关键实验数据支撑。本文概述了高压技术在ML材料性能优化与机理研究方面的应用进展，总结了其在提高发射强度、调控发光光谱、揭示动态过程等方面的成果，并对未来高压力致发光研究的发展方向与挑战进行展望。

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高压偏振拉曼光谱及其应用

王泽瑜，刘静仪，王扬斌，王梦涵，李敬業，晏成熙，雷力

物理学报, 2026, 75(3):030804

doi: 10.7498/aps.75.20251382

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高压偏振拉曼光谱(high-pressure polarized Raman spectroscopy，HPRS)是一种能够定量提取拉曼张量元随压力变化的光谱表征方法。通过调整金刚石对顶砧(DAC)的入射光与散射光的偏振方向，测量角度依赖的高压拉曼光谱强度。本文构建了一种基于DAC的原位偏振拉曼装置，在背散射配置中引入半波片，选取单晶Si(100)和二维薄片Te(110)为研究对象，实现样品静止条件下的偏振角连续扫描。HPRS分析显示，Si(100)的F_2g拉曼活性模的拉曼张量元在低于12 GPa压力下呈反比例函数式减小，反映了Si在无相变前提下的非线性压力响应；Te(110)的面内各向异性随压力的增加而增强且部分模偏离理想形式，其中A₁拉曼活性模的张量元比值b/c在约1.5 GPa附近出现由降转升的拐点，与基于输运实验测量的电子结构相变点相近(约2 GPa)。本研究构建了HPRS原位测量与分析框架，实现了从基准体系验证到物质的应用，表明HPRS对微弱对称性扰动与电子结构重排的灵敏响应，为判断物质在高压下的电极化性、键合特性等提供直接、可量化的证据补充。

图1 (a)基于DAC的HPRS光路示意图；(b) 基于Si(100)的偏振拉曼测试的几何构型示意图；(c) Si常压下F_2g拉曼峰、晶格结构及其拉曼振动模；(d) Si常压下部分连续偏振角度的拉曼谱；(e) Si常压下的VV与VH配置的偏振极坐标图

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紫精金属配合物{[Co(BPYBDC)(H₂O)₅]∙(BDC)∙H₂O}的高压结构稳定性和光电性能

王贺冲，申志伟，王邵杰，李宏凯，李明豫，邬中炎，王玉柱，隋琪，王霖

物理学报, 2026, 75(3):030805

doi: 10.7498/aps.75.20251347

cstr: 32037.14.aps.75.20251347

光探测器在光通信、环境监测和医学成像等领域具有重要应用，其性能与核心材料的性质密切相关，因此高性能光探测材料的研究一直是材料研究领域的热点和前沿方向。紫精有机材料因其独特的氧化还原与变色特性，在电致变色器件、生物传感器件及液流电池等方面得到广泛应用。本工作设计并合成了含过渡金属元素Co的紫精配合物 {[Co(BPYBDC)(H₂O)₅]·(BDC)·H₂O} (简称 1-Co)，利用一系列原位高压下的测试技术对 1-Co 开展了系统研究。研究结果表明，1-Co具有 Pc 晶体结构，随着压强升至11.6 GPa，其晶体结构保持稳定，未发生结构相变。紫外-可见吸收光谱显示，升压过程中其吸收边红移，样品颜色发生由无色透明向黄色的转变，其高压下的输运和光电性能研究结果显示，压强提高了电荷传输能力，但显著削弱了光电流响应度。研究揭示了高压下分子轨道重叠增加，带隙降低，分子间距离缩短，使样品更容易形成电荷转移通道，促进了紫精自由基的生成，但紫精自由基的产生抑制了光电流的分离和传输过程。本研究获得了1-Co在高压下的结构-性能关系，为紫精基光电功能材料的应用提供了重要依据。

图6 (a)，(b) 1-Co的原位紫外-可见加压吸收光谱和卸压光谱；(c)，(d)样品颜色和光学带隙随压强变化(*为紫精自由基特征峰出现位置)

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《物理学报》2026年第3期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/3