十月速览！南大科技领域新进展

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十月科技快讯

基于电纺自组织金字塔微结构的高性能、高舒适性贴肤传感器件

电子科学与工程学院潘力佳、施毅教授团队在电子皮肤器件领域取得重要进展。该研究团队研制出一种电纺自组装微金字塔阵列膜，该膜具有超薄、超轻、透气的结构及良好的光、热、力、电性能，赋予舒适型贴合皮肤器件在日间辐射制冷、压力传感和生物能收集等领域优良的性能表现。该工作为开发具有卓越性能和无感性的下一代贴合皮肤器件提供了一种通用且可升级的策略，满足了贴合皮肤器件在诸多场景中严苛的应用需求。

材料结构设计图

芯片热管理变革技术-三维导热网络助力的低碳固态电制冷

在国家重点研发计划"高效芯片热管理"变革性技术重点专项的支持下，化学化工学院沈群东教授课题组构筑了铁电聚合物和导热材料的互穿网络，将电卡性能和热导率同步提高了2倍以上。嵌入聚合物中的三维连续导热网络增加了可操纵偶极的数量，显著降低制冷循环期间切换偶极取向状态时所需的电能；同时开辟了热量高速传导的通路，使冷/热区域快速传输成为可能。团队还构建了基于电卡智能材料和电磁驱动机制的芯片冷却设备原型，为下一代智能微电子器件的精确定点热管理提供了可行的解决方案。

入选第七届中国科协优秀科技论文

10月8日，中国科协公布第七届优秀科技论文遴选计划入选论文，地理与海洋科学学院鹿化煜教授等发表在《第四纪研究》2018年第5期的文章《渭河盆地新生代沉积序列与亚洲季风气候起源演化》入选。论文结合渭河盆地新生代沉积序列完备和时间分辨率高的优势，开展了季风演化的系统性研究。论文取得了创新性成果，是我国地貌、第四纪地质与新生代环境演变领域重要的研究进展，获得了珍贵的材料并提出了新生代季风演化过程和机制的新假说。

入选论文首页

获得黄土高原形成过程的重要证据

地理与海洋科学学院鹿化煜教授课题组联合中外研究专家，对黄土高原具有代表性的佳县、靖边、洛川地区的"红粘土"和和黄土堆积，进行了系统的物源研究。合作研究团队对近100个样品的37000多个年龄数据进行统计分析，结合源区分类和蒙特卡洛模型模拟等，获得了800万年来黄土高原沉积物主体来自于青藏高原东北部，同时，黄土堆积的物源区基本稳定的认识，为认识黄土高原形成过程提供了关键证据，对黄土高原的生态环境建设和资源利用有科学指导的意义。

黄土高原的位置及其与潜在的物源区的联系。其中，橙黄色区域是黄土堆积区

发现地球内部存在地表碳酸盐的关键证据

南京大学与西北大学、日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)、德国马普化学所和东京大学的研究人员合作，在地幔地球化学领域取得重要进展。该国际团队以锌稳定同位素为主要示踪手段，通过研究全球范围内具有代表性的洋岛玄武岩，发现来自地表的碳酸盐组分在地幔HIMU（Highμ，μ=238U/204Pb）端元的形成过程中发挥了重要的作用，从而为地表碳酸盐可以进入深部地幔提供了关键的同位素证据。

Sr-Zn同位素相关图展示再循环碳酸盐与HIMU型地幔端元的形成过程

在太赫兹智能超表面方面取得进展

电子科学与工程学院吴培亨院士课题组的金飚兵教授和吴敬波教授联合湖北大学、紫金山实验室等多个研究团队，采用相变材料研制出太赫兹智能超表面，充分利用二氧化钒的特性，研制出集成太赫兹波振幅、相位调控和检测功能单元的阵列器件。解决了电致焦耳热激励相变时带来的热串扰，该1 ×48阵列器件的每一阵元均可独立电寻址，实现了太赫兹波束的实时动态可调。构建了感知-反应系统，在无人环境下由算法驱动自行实现了太赫兹波束赋型以及反射强度的实时维持。

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太赫兹智能超表面示意图

首次实现本征击穿电压下的超高雪崩增益

物理学院梁世军副教授、缪峰教授团队成功制备了石墨/硒化铟(graphite/InSe)范德华肖特基光电探测器，首次在实验上实现了本征击穿电压下的超高雪崩增益，为低能耗、高灵敏的新型弱光探测器的开发提供了一条可行的技术途径。该团队通过利用层状InSe材料内电-声子散射维度降低的特性、以及高质量范德华肖特基结区强电场的优势，构筑了graphite/InSe范德华肖特基光电探测器，并实现了接近带隙的本征击穿电压（1.8 V）和超高的增益（3*10⁵），为开发下一代高性能雪崩探测器提供了新的技术途径。

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（a）graphite/InSe雪崩探测器示意图。插图：器件光学图像。（b）温度在160K时，对数标度下的电流-偏压（Ids-Vds）特性曲线（黑线，黑暗状态下；红线，6.9 pW的532 nm激光照射下），以及相应的雪崩增益曲线（蓝线），相应的纵坐标轴由箭头标识。插图：覆盖了负偏压范围的线性标度下的Ids-Vds特性（黑暗状态）。（c）6.9 pW至69μW激光功率范围内测量的Ids-Vds特性曲线。（d）Vds为5.5V时雪崩模式下的光电流Iph（红线）和Vds为2V时光导模式下的光电流Iph（蓝线）作为激光功率的函数。

成功实现应用于物理层加密的智能超表面无线通信系统

电子科学与工程学院冯一军教授团队提出了一种物理层加密的超表面无线通信系统，将可编程智能超表面生成的空间波束作为直接调制无线通信系统的物理信道，通过对其进行数据分流处理实现物理信道加密，从而降低被窃听的风险。该系统可在WiFi频段的两个独立频点构建任意方向、互不干扰的两个频率信道，将传输信息（例如图像）按照一定规律分为两部分，分别在不同频率的物理信道进行传输。在接收端，只有按照预设规则结合两个接收机的解调信息才能得到正确的传输图像，有效保障了系统的信息安全。

智能超表面直接调制保密通信系统的功能示意图

研制成功千像元单光子成像器

吴培亨院士领导的南京大学超导电子学研究所提出了一种正交时间-幅度复用读出方式(orthogonal time–amplitude multiplexing, OTAM)。通过引入了第二个幅度测量维度，补偿了时间测量上的不确定性。该团队实现了1024 像素（32 × 32）的超导纳米线单光子成像器件。像素空间分辨率为12.6 微米。相比仅采用时间复用读出方式（Zhao, Q.-Y. et al. Nat. Photonics (2017).），器件的分辨率和像素规模提升了8倍。该工作为实现大规模超导纳米线单光子探测器（SNSPD）阵列提供了一条高效的读出方式。