文献阅读2025年11月

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首页>> news>> 2025年11月组内文献阅读汇报

文献标题：A noise-tolerant human–machine interface based on deep learning-enhanced wearable sensors

研究内容：文章提出了一种结合可穿戴传感技术、深度学习算法与机器人控制的传感器设置。文章的目的是构建一个抗噪声、可识别手势和机器人控制的可穿戴人机系统。结构采用了四层柔性可拉伸结构，第一层是Zn/Ag2O的电池，第二层是EMG电极去采集信号，第三层和第四层是采集和蓝牙。深度学习算法中采集46930条样本，采用卷积神经网络进行训练，损失函数采用的是交叉熵。最终识别准确率达93%，并且模拟了海洋水下探索成功控制机器人。

文献来源：Chen, X., Lou, Z., Gao, X. et al. A noise-tolerant human–machine interface based on deep learning-enhanced wearable sensors. Nat. Sens. (2025). 作者：Xiangjun Chen, Zhiyuan Lou, Xiaoxiang Gao, Lu Yin, Siyu Qin, Muyang Lin, Fangao Zhang, Yi Lu, Shichao Ding。

报告人：王艺

文献标题: Microscale Generation of Entangled Photons without Momentum Conservation 微尺度下生成不需要满足动量守恒的纠缠光子

研究背景：自发参量下转换作为一项成熟的获得纠缠光子的工具，在量子成像、量子计算领域有着重要应用。实现SPDC需要满足相位匹配条件。这严重限制了非线性材料的选择和生成光子对所占据的状态。研究内容：首次使用6微米的x-cut铌酸锂来实现无需相位匹配的SPDC过程，微米级尺度的纵向失配很大，在实验中得到非常宽的频谱以及信号光子和闲置光子的发射角，这远超满足相位匹配过程的频谱和角度（图a：厚（左）和超薄（右）非线性材料的SPDC过程）。较小的相互作用长度导致SPDC过程发射光子的概率较低，实验中选择x-cut的铌酸锂晶体磁化率张量的d33分量（40pm/V），并且使用相关测量来区分双光子辐射和荧光。实验中还使用受激发射断层扫描（stimulated emission tomography）来重建联合光谱强度（joint spectral intensity），用于证明生成光子的高度频率纠缠（图b：检测SPDC实验装置）。创新点：1.首次使用微米级的非线性材料得到远高于其他满足相位匹配条件的SPDC过程的宽光谱范围和光子发射角；2.由于光子发射效率很低，导致荧光强度比光子强度高一个数量级以上，本文采取相关测量来区别发射光子辐射和荧光；3.为了提高生成光子的符合计数率，将405nm的泵浦光换成500nm的，使得荧光降低。聚焦泵浦光降低SPDC辐射的空间模含量，增大数值孔径来收集更大的发射角，从而获得了更大的二阶函数相关度；4.在实验中缺少相位信息的情况下，引入Fedorov比来估计纠缠度，即R=∆/δ，∆是联合光谱强度的无条件宽度，即信号（闲置）辐射的光谱宽度，δ是对应的条件宽度，即闲置（信号）辐射共轭测量后的光谱宽度。为了测量联合光谱强度，这里使用了受激辐射层析成像方法（图c）。最后得到了至少20的纠缠度，由于无法得到光谱宽度和相位信息的占比，实际上纠缠度要比这个值更大。文章结论：高度非线性的超薄层实现了具有宽光谱和大发射角度的纠缠光子，其较小尺寸和规模也为量子芯片设计提供了平台，而纠缠光子间紧密的空间相关性可以显著提高量子成像的分辨率。

文献来源: PHYSICAL REVIEW LETTERS 123, 263602 (2019) DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.263602 作者：C. Okoth , A. Cavanna,T. Santiago-Cruz, and M. V. Chekhova

报告人：汪志远

文章标题：Microcavity top-emission perovskite light-emitting diodes《微腔顶部发射钙钛矿发光二极管》

文章概述：基于钙钛矿的发光二极管=在照明和显示应用中具有巨大潜力。但钙钛矿发光二极管的效率仍受限于较低的光取出效率。本文通过利用微腔效应增强光提取，实现了高性能钙钛矿发光二极管，其外量子效率EQE高达20.2%，辐射出射度最高可达114.9 mW・cm⁻²。角度相关发射谱的研究证实了微腔效应的增强及光取出效率的提升。研究结果表明，要实现高性能钙钛矿发光二极管，需同时优化器件的光学性能和电学性能。文章的实验原理：①法布里 - 珀罗微腔原理：由两个平行反射镜：全反射底电极 + 半透明顶电极构成微腔，当腔的光学长度满足共振条件时，特定波长的光会发生相长干涉，增强该波长的发射强度，同时使发射光定向沿光轴传播。②外量子效率公式：EQE = ηinj×ηPLQE×ηout，其中ηinj为载流子捕获效率，ηPLQE为钙钛矿膜的光致发光量子效率，ηout为光取出效率；本文主要是对ηinj和ηout进行调控。③珀塞尔效应：将发射体置于微腔中时，辐射复合速率会提高，进一步提升器件发光效率。文章的相关机理：1. 微腔效应提升光取出效率的机理：微腔使发射光沿光轴定向传播，增加小角度光的比例，从而提升ηout；共振波长与发射波长匹配时，发射光发生相长干涉，增强发光强度，同时窄化发射光谱的半高宽。2. 光学-电学性能协同优化机理：电学优化：ZnO与TFB的厚度匹配，保证电子与空穴的迁移率平衡，实现高效电荷注入与复合；载流子传输层厚度的调整需同时满足腔长共振条件和载流子传输效率，避免因单一优化光学性能导致电学性能下降。文章的结论：采用微腔顶部发射结构可有效解决 PeLEDs 光取出效率低的问题，成功实现峰值EQE达20.2%、辐射出射度高达114.9 mW・cm⁻²。且器件具有良好的重现性，61个样品的平均 EQE为17.5%，相对标准偏差仅为8.2%。微腔效应在 PeLEDs 中的成功应用，为后续开发电泵浦钙钛矿激光器提供了重要基础。

文献来源：Light : Science & Applications . (2020)9: 89. 文章作者：Xuzheng Miao , Lu Cheng. et al.

报告人：丁玺铮

文献标题: Nanoimprinting Pattern on Responsive Microwrinkles for Dynamic Optical Diffraction and Reflection

图案化表面光学器件在近眼显示与光学系统中扮演着关键角色，然而现有技术大多局限于静态结构，无法满足实时可调的光学需求。表面皱纹作为一种普遍存在的生物现象，因机械不稳定性引发的压缩应力而形成，其拓扑构型能够在平面与屈曲状态之间动态转变，赋予材料对外界刺激的快速响应能力。然而，当前皱纹结构体系多数仍停留在微米级分辨率，难以实现纳米级有序皱纹结构的精准构筑，极大限制了其在高端光学系统中的适用性。文献的研究内容包括：采用混合制造策略，首先通过热纳米压印技术在MHan@G复合膜表面制备出特征尺寸从3 μm至70 nm的有序纳米阵列，随后通过紫外梯度交联与边界约束引导，诱发自组装皱纹的形成，从而实现跨尺度结构的动态调控。实验通过激光共聚焦显微镜与扫描电镜系统监测了薄膜在近红外光照下皱纹形貌的实时变化，并结合结构色与衍射图谱分析，明确了结构光学性能之间的内在关联。在近红外光开启状态下，光热效应促使皱纹被展平，此时光学响应由纳米阵列主导；而当近红外光关闭后，皱纹重新恢复，伴随多级衍射斑点的重现，实现了可逆调控。其创新点体现在：首创地将自上而下的纳米压印与自下而上的自皱褶生长相结合，构建出兼具纳米精度与动态响应能力的微纳复合平台；通过分子工程设计，将阳离子 π相互作用与光热转换性能有机结合，实现了对光学衍射行为的非接触式精准操控；通过光热力学耦合机制，实现了皱纹形貌与光学性能的多周期可逆切换；利用边界约束与曝光调控，实现了皱纹空间分布的程序化编排。启发在于可将褶皱引入传统三维折叠体系，能否根据文献工艺优化三维折叠超表面，制备出动态、可调、具备优异光学性能的三维折叠超表面。

文献来源: ACS Nano 2025, 19, 33510−33522 作者：Ruoyu Xu, Tianjiao Ma, Jin Li,* Shilong Dong, Shuai Zhou, Wenqiang Yuan, Shuzhen Yan, Ying Quan, Mengda Xu, Kexing Li, Jie Qian, and Xuesong Jiang*

报告人：鲍朋