1.北理工团队在全息光刻微纳制造领域取得重要进展；

2.西安交大科研团队在二维范德华多铁异质结研究中取得突破性进展；

3.深研院新材料学院揭示通过晶格应变调控研发成功的高性能富锂锰基锂电池正极材料

1.北理工团队在全息光刻微纳制造领域取得重要进展

微纳光栅是一种可以对入射光场的振幅、波长、位相和偏振进行调制的微纳光学结构，其结构复杂程度远低于超表面，在传感器、光通信、极弱光成像和光学偏振等领域具有广泛的应用前景。然而，传统光刻制造方法因其高昂的制造成本和复杂的工艺要求限制了微纳光栅大规模的生产及应用。针对传统制造方法中成本高、工艺复杂等问题，康果果、王岭雪科研团队基于全息光刻的新型无掩模工艺取得重要进展，成功研制出低成本、高性能的金属纳米光栅，并在可穿戴传感、短波红外偏振成像进行了验证，相关论文陆续发表在ACS Applied Materials & Interfaces和Optics and Laser Technology国际顶级期刊。

图1.传感器贴附在人体皮肤上进行测试

可穿戴折射率传感器（ACS AMI 2025）：传统等离子体传感器多基于刚性基板如硅、玻璃，难以与人体曲面贴合，限制了其在可穿戴设备中的应用。通过激光干涉光刻技术，研究团队在PET基板上制备了高均匀性的银光栅，工艺简单、成本低，且能够大规模生产。此外，成功将共振线宽压缩至6.9 nm，提升了其灵敏度和性能因子。该传感器在稳定性方面表现出色，即使在上百次弯曲、拉伸和液体浸泡等条件下，线宽变化小于3.6 nm，灵敏度波动小于1.3%。结合便携光纤光谱仪，开发的便携式检测系统可实现毫秒级响应、无需实验室环境即可实时检测。结合微流控技术，能够实现多种溶液的动态监测，为连续环境监测奠定基础。该创新设计为可穿戴传感器技术带来了重要进展，具备广泛的应用潜力，特别是在医疗健康、环境监测和智能交互等领域，未来有望与智能手机等消费级设备结合，推动实验室级精度向消费级设备转化（图1）。

图2 .金属线栅偏振片的测试结果与实物图

短波红外金属线栅偏振片（OLT 2025）：金属线栅是一种非共振型光栅，它的消光比主要和光栅的周期成反比和金属层的高度成正比。传统金属线栅主要由电子束光刻和离子束刻蚀的方法制作而来，这种方法不仅制作工艺复杂、成本高而且无法制作较高的光栅层而难以实现较高的消光比。为解决这一问题，研究团队研究了免刻蚀的工艺方法，采用全息光刻与倾斜蒸镀金属薄膜两个步骤制作了金属线栅偏振片，不仅降低了红外金属线栅偏振片的制作难度和制作成本，而且实现了较高的金属栅层，大幅提升了消光比。最终制作的金属线栅偏振片在1 2.5 μm的平均消光比达到40 dB(TTM:TTE=10000:1)（图2）。

该系列研究成果为微纳光栅的规模化生产与应用提供了新的解决方案。通过降低制作成本并简化工艺，不仅打破了微纳光栅“高性能”与“低成本”难以兼得的难题，更推动了柔性光子器件与红外光学元件领域的技术进步，特别是在医疗、环境监测和红外偏振等多个领域的应用前景广阔。（文章来源：北京理工大学）

2.西安交大科研团队在二维范德华多铁异质结研究中取得突破性进展

近日，西安交通大学科研团队在二维范德华多铁异质结实验研究中取得重要突破。研究人员在Fe3GaTe2/CuInP2S6多铁异质结中，率先在室温下实现了显著的铁磁性的非易失电场调控。该成果通过宏观电学测试和微观磁畴成像多维验证了铁电极化对磁畴的调控效应，并结合第一性原理计算和微磁模拟，揭示了铁电极化打破反演对称性，诱导Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI），进而调控磁性的核心机制。

该成果以《室温条件下范德华多铁异质结构中铁磁性的非易失性电场调控》（Nonvolatile Electric Control of Ferromagnetism in Van Der Waals Multiferroic Heterostructures at Room Temperature）为题，5月28日在线发表于国际材料领域知名期刊《先进材料》（Advanced Materials）。西安交通大学材料学院博士研究生赵含章为论文第一作者，闵泰教授与李桃教授为共同通讯作者。

在自旋电子学领域，实现磁性的电场调控是降低器件能耗的核心策略之一。近年来，理论上预言了多种二维范德华多铁异质结构具备磁电耦合潜力，但是实验验证仍极度匮乏，并且由于大多二维磁性材料居里温度低、环境稳定性差等问题，在室温下实现稳定、可重复、非易失的电控磁行为仍面临巨大挑战。本研究构建的FeGaTe/CuInPS范德华异质结，依托新型二维铁磁材料Fe3GaTe2的室温磁性及其与CuInP2S6的层间耦合特性，在常温大气环境下成功实现了稳定、显著的非易失电场调控磁性翻转，为二维磁电调控器件的实用化迈出了关键一步。

（a）器件的磁滞回线随极化电压的变化趋势；

（b）Fe3GaTe2/CuInP2S6异质结中磁畴随外磁场的演变；

（c）第一性原理计算CuInP2S6不同极化状态下Fe3GaTe2的Fe原子磁矩、各向异性能和DMI系数；

（d）第一性原理计算的界面电荷转移，是导致Fe3GaTe2对称性破缺的主要因素；

（e）微磁模拟复现霍尔测试实验结果。

团队围绕该异质结从多个尺度开展了系统研究。通过霍尔测试显示出磁滞回线随极化电压的显著变化，表明磁性状态可被稳定调控；以磁力显微镜成像清晰捕捉了磁畴在电场、磁场、温度作用下的动态演化过程；通过第一性原理计算揭示了极化态诱导的界面DMI增强效应；结合微磁模拟复现了霍尔测试中观察到的磁化翻转行为。研究表明，电极化驱动的界面DMI调控机制能够降低磁畴壁形成能、促进磁畴的非协同（non-coherent）翻转，从而实现铁磁性的非易失调控。本项研究不仅实现了全二维异质结构在室温下的磁电耦合调控，还在理论机制与实验观测之间构建了高度一致的物理图像，为后续自旋电子器件的功能设计与材料开发提供了参考，使其在低功耗存算器件、拓扑磁结构调控等领域具备广阔的应用前景。

该项工作得到了国家重点研发计划项目的支持。（文章来源：西安交通大学）

3.深研院新材料学院揭示通过晶格应变调控研发成功的高性能富锂锰基锂电池正极材料

锂电池是中国目前的“新三样”。提升锂电池的性能是当务之急。下一代锂电池正极材料是富锂锰基材料（LMR），因其超高比容量而备受关注，但其结构复杂、电化学性能衰减显著，严重制约了实际应用的推进。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队在此前的研究发现，由两相共存引发的晶格应变是导致结构退化的根本原因（Nature, 2022, 606, 305—312），且这一问题难以通过常规的合成动力学调控手段缓解（Energy Environ. Sci., 2024, 17, 3807—3818）。在实际循环过程中，这种两相结构会引发异步的结构演化，在相界与缺陷区域积累显著的单向拉伸应变，进一步诱导结构退化，加速容量、电压衰减与结构失效。因此，实现反应过程的同质化并有效缓解晶格应变，是推动富锂正极材料走向实用化的关键科学挑战。

从Pauling规则出发设计有序-无序共格富锂材料

潘锋团队从结构化学角度出发，基于Pauling规则设计出一种具有有序–无序共格结构的新型富锂锰基正极材料。该材料独特的结构设计有效缓解了循环过程中的晶格应变与结构退化，在特定条件下实现了近乎零电压衰减的优异性能。在此基础上，团队进一步拓展“有序–无序”结构调控策略，在不引入额外活性过渡金属离子的前提下，将无钴低镍富锂锰基正极材料比容量提升超过15%（达264mAh g⁻¹），并实现了稳定的阴离子氧化还原过程。相关研究成果以“Minimizing inter-lattice strain to stabilize Li-rich cathode by order–disorder control ”为题，发表于著名期刊《先进材料》（Advanced Materials DOI: 10.1002/adma.202418580）上。

无钴低镍富锂锰基正极材料比容量提升达264mAh/g

该工作在潘锋的指导下完成，北京大学新材料学院博士毕业生徐沈阳、硕士毕业生高志海，中国科学院大学陈浩为文章的第一作者，香港中文大学（深圳）张明建、中国科学院大学伦正言为该研究工作的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、电动汽车动力电池与材料国际联合研究中心、广东省新能源材料设计与计算重点实验室、深圳市新能源材料基因组制备和检测重点实验室的支持。（文章来源：北京大学）