《科学》

科学家实现热环境单个分子离子量子态跟踪与控制

美国国家标准与技术研究院的研究团队实现了热环境中单个分子离子的量子态跟踪与控制。相关研究成果8月1日发表于《科学》。

该研究团队成功实现了对单个分子在不同状态（“跳跃”）之间热辐射驱动跃迁的实时观察。

通过微波驱动的跃迁，研究人员实现了对这些“跳跃”的反转，使得分子在选定状态停留的时间延长了20倍。

在热环境中测量的跃迁速率展现出各向异性特征，这表明利用单分子作为环境场强度的原位探针具有可行性。该研究中的状态检测与操纵方法适用于广泛的分子组分，有望推动它们在量子科学、分子物理以及离子-中性化学等领域的应用。

据悉，理解分子状态演化是许多学科的核心，包括分子动力学、精密测量和基于分子的量子技术。当观察分子的统计系综时，演化的细节是模糊的。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.ado1001

钙钛矿中增强阳离子相互作用的高效硅串联太阳能电池

沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Stefaan De Wolf团队报道了钙钛矿中增强阳离子相互作用的高效硅串联太阳能电池。8月2日，相关研究成果发表于《科学》。

为充分发挥单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池的潜力，必须尽量减少钙钛矿顶部电池中的晶体缺陷和薄膜不均匀性。

研究人员使用亚甲二氯化铵作为钙钛矿前体溶液的添加剂，从而在薄膜结晶时将原位形成的四氢三嗪（THTZ-H+）掺入钙钛矿晶格。

THTZ-H+阳离子的循环性质使其能够通过与碘化物在多个方向上形成氢键，进而与钙钛矿晶格的铅八面体发生强烈的相互作用。

这种结构提高了1.68电子伏钙钛矿在85℃下以及长时间光照和热照下的器件功率转换效率（PCE）和相位稳定性。在钙钛矿光吸收体中掺入THTZ-H+的单片钙钛矿/硅串联结构，在1平方厘米的器件面积内达到了33.7%的独立认证PCE。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adp1621

《物理评论A》

基于对准的原子磁强计自旋噪声光谱研究

近日，波兰华沙大学的J. Koodyński研究小组与英国诺丁汉大学的K. Jensen等人合作，对基于对准的原子磁强计的自旋噪声光谱进行了研究。相关成果发表于《物理评论A》。

在这项研究中，研究人员实验性地开展了基于对准磁强计的自旋噪声光谱分析。他们还构建了一个随机模型，能够预测在强磁场引起自旋拉莫尔进动的情况下，当在与泵浦探测光束平行的垂直方向上施加白噪声时，器件所展现的噪声功率谱。

通过调整所施加的噪声强度和入射光的线偏振角，研究人员验证了该模型能够精确预测拉莫尔诱导的光谱峰高度及其对应的线宽。

光泵磁力仪（OPM）正引领磁场传感任务的变革，催生出紧凑且便携的器件。OPM可基于自旋取向或自旋排列的原子系综，分别通过圆偏振光或线偏振光的光泵浦过程实现自旋极化。对于实时传感任务的应用而言，表征OPM及其噪声的动态特性显得尤为重要。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.013125

《国家科学院院刊》

研究揭示扭曲石墨烯多层中超导性演化过程

近日，西班牙马德里先进材料研究所的研究团队揭示了扭曲石墨烯多层中超导性的演化过程。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

该研究团队深入分析了长程电荷波动对扭曲双双层石墨烯和螺旋三层石墨烯超导性的贡献，并将所得结果与扭曲双层石墨烯进行了系统比较。

采用依赖于几个公认参数的图解方法，研究团队发现，双双层石墨烯和螺旋三层石墨烯与扭曲双层石墨烯在临界温度和序参数上存在显著差异，这一趋势与实验结果相吻合。

据悉，莫尔石墨烯超导体家族不断壮大，迄今为止已涵盖了扭曲的石墨烯多层结构以及未扭曲的石墨烯堆叠结构。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2405259121