浩然2025 | 前沿交叉科学青岛研究院2025年科研成果集锦

2025年

前沿交叉科学青岛研究院

坚持“四个面向”

持续推进有组织科研

积极探索推进科研成果转化

不断提升服务国家战略需求能力

为学校事业发展“全面图强”

作出了重要贡献

一起来回顾研究院这一年的

代表性科研学术成果

山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登计划创新团队在太阳大气波动研究方面取得系列进展，相关成果以三篇系列论文的形式发表在美国天文学会期刊 Astrophysical Journal Letters 及Astrophysical Journal 。

前沿院博士后邢文静在高能重离子碰撞的喷注理论研究中取得重要进展，首次通过完整的数值模拟同时研究了夸克胶子等离子体中轻味和重味喷注内粒子的能量关联，并发现该能量关联的独特结构可以揭示喷注与QCD物质相互作用的复杂物理机制。研究结果以“Flavor Hierarchy of Jet Energy Correlators inside the Quark-Gluon Plasma”为题发表在 Physical Review Letters 上。邢文静为论文第一作者，合作导师曹杉杉教授和华中师范大学的合作者秦广友教授与王新年教授为论文共同通讯作者。

前沿院粒子与物质相互作用团队高宁教授在材料辐照效应领域取得新进展，并在金属材料领域国际顶级期刊Acta Materialia发表题为“Enhanced resistance to radiation and magnetic anisotropy change by periodic pattern of dislocation networks at a W/Fe interface”的研究成果。高宁教授为论文通讯作者，博士研究生董怡斌为论文第一作者，山东大学为第一完成单位和唯一通讯单位。

基础物理基金会宣布将2025年度基础物理学突破奖授予欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）上的ATLAS、CMS、ALICE和LHCb实验。

山东大学于1998年加入ATLAS合作组，是国内最早加入的四个单位之一。山东大学为ATLAS实验研制了400台缪子触发探测器，并在一期升级中研制了160台缪子谱仪端盖触发探测器。以李海峰教授为负责人的山大ATLAS组由六位教授（张学尧、冯存峰、祝成光、马连良、李海峰、李冰）、两位研究员（胡坤、刘彦麟）和若干位研究生组成，在希格斯物理、标准模型电弱物理、顶夸克物理等研究中作出了重要贡献，多人在国际合作组中担任领导职务。山大研制的硬件多年来运行稳定、工作良好，获得了合作组的好评。现在高亮度LHC正处于三期运行中，针对高亮度LHC升级的准备工作进展迅速。由山东大学多位物理学家和工程师组成的团队正在从事缪子探测器和高颗粒度时间探测器的升级工作。

前沿院空间天文物理融合研究中心，“从太阳风暴到地球极光”集成攻关创新团队在等离子体层嘶声波的起源机制识别方面取得重要进展。研究成果以“Identification of Locally Generated Plasmaspheric Hiss”为题，发表在空间物理TOP期刊Geophysical Research Letters上。硕士研究生路明月为论文第一作者，研究院朱辉教授为唯一通讯作者，山东大学为唯一完成单位。

前沿院极端条件热物理团队开发了一种异质界面和层间声子桥结构的Ti3C2Tx@BNNB实现了纳米纤维膜导热和微波吸收一体化应用，为解决吸波-导热兼容性问题开辟了新思路，研究成果以“Heterogeneous Interfaces and Interlayer Phonon Bridge Structures in Ti3C2Tx@BNNB for Efficient Thermal Management and Electromagnetic Wave Absorption”为题，发表于国际期刊Chemical Engineering Journal上。论文第一作者为前沿院杨家跃教授指导的博士生王健，通讯作者为杨家跃教授、青岛大学吴广磊教授，山东大学刘林华教授为该工作提供了指导，山东大学为第一作者和通讯作者单位。

前沿院粒子物理理论团队刘天博教授、周雅瑾副教授、梁作堂教授与博士研究生赵晓燕在超子产生与极化机制研究中取得突破，揭示在深度非弹性散射过程中靶碎裂机制引发显著的超子自旋转移压低效应。这一研究成果以“Suppression of Spin Transfer to Λ Hyperon in Deep-Inelastic Scattering”为题发表在Physical Review Letters。

前沿院刘鹏教授课题组在半导体材料辐照效应与应用方面取得进展，研究成果以Unraveling the Atomic Mechanism of the Crystalline Phase-Dependent Structural Features and Special Spectral Design of a-, b-, and ɛ-Ga₂O₃为题发表于Advanced Science。特别资助类博士后韩心晴为论文第一作者，橡树岭国家实验室Eva Zarkadoula研究员、田纳西大学Miguel L. Crespillo教授、山东大学穆文祥教授、刘鹏教授为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位。

前沿院空间天文物理融合研究中心、“从太阳风暴到地球极光”集成攻关创新团队在南大西洋磁场异常区附近嘶声波分布取得重要进展。研究成果以“Hiss Waves Near the South Atlantic Anomaly in the Inner Plasmasphere”为题，发表在空间物理国际期刊Journal of Geophysical Research: Space Physics上。博士研究生陈慧聪为论文第一作者，朱辉教授为唯一通讯作者，山东大学为唯一完成单位。

前沿院刘林华/杨家跃教授团队围绕β-Ga₂O₃场效应晶体管（FETs）低迁移率与可靠性的瓶颈问题，利用AlN 作为介电层或势垒层构建β-Ga₂O₃/AlN 异质界面电学接触，提出了极性、表面态与能带结构协同作用的界面调控理论模型。相关成果以“Band offsets and polarity-dependent two-dimensional electron gas mechanisms in β-Ga₂O₃/AlN heterojunctions”为题，发表于国际期刊Journal of Alloys and Compounds。论文第一作者为博士生段忻磊，通讯作者为杨家跃教授，刘林华教授为该工作提供了重要指导。山东大学为第一作者及通讯作者单位。

山东大学CMS实验团队通过测量质子-铅核碰撞中Λ超子沿束流方向的局域极化，探索了强相互作用小系统中自旋极化效应的来源。该研究成果以“Observation of Λ hyperon local polarization in pPb collisions at 8.16 TeV”为题发表在 Physical Review Letters 。博士研究生李辰艳、张金龙教授和陈震宇教授为该论文的主要作者，主导完成了这一物理分析。

山东大学空间科学研究院陈耀教授团队在土星射电辐射研究方面取得新进展，研究成果以"Particle-in-Cell Simulation on Mode Conversion of Saturn's 20 kHz Narrowband Radio Emission"为题，发表于期刊Journal of Geophysical Research: Planets。博士生慕洲帆为第一作者，陈耀教授为通讯作者。

前沿院刘鹏教授课题组联合中国科学院青岛生物能源与过程研究所高军研究员在纳米孔道盐差发电研究中取得进展，相关成果以“Defect-Tolerant and Scalable Diffusio-Osmotic Power Generation with Sulfonated Covalent Organic Framework Membrane”为题，发表于Angewandte Chemie International Edition。博士研究生潘尚发为论文第一作者，刘鹏教授与高军研究员为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位。

相对论重离子对撞机（RHIC）上的STAR国际合作组，测量到夸克-胶子等离子体不同演化阶段的重要温度信息。实验结果发表在Nature Communications，题为“Temperature Measurement of Quark-Gluon Plasma at Different Stages”。该工作由山东大学、华南师范大学和美国肯特州立大学等单位组成的联合研究团队主导完成。前沿院粒子科学技术研究中心杨驰教授、王桢博士、王晓凤博士是该合作组论文的主要作者。山东大学课题组与华南师范大学叶早晨教授、杨帅研究员课题组分别独立完成了该成果的物理分析工作，并在交叉检验后给出了最终结果。

前沿交叉科学青岛研究院、空间科学研究院朱辉教授团队与南昌大学合作在近地空间的快磁声波的传播与演化方面取得重要进展。研究成果以“Statistical survey of fast magnetosonic waves in the L < 2 region”为题，发表在空间物理权威期刊Geophysical Research Letters。博士研究生秦志杰为论文第一作者，山东大学朱辉教授和南昌大学欧阳志海研究员为共同通讯作者。

山东大学空间科学研究院、前沿交叉科学青岛研究院陈耀教授与宁昊博士合作编著的《空间等离子体相干辐射》已由科学出版社出版。

前沿院粒子与物质相互作用团队高宁教授与多家科研单位合作，在压电热电材料领域取得重要研究进展。相关成果以“Simultaneous strain/strain rate–temperature sensing based on single active layer of Te nanowires”为题，在自然科学领域国际顶级期刊 Nature Communications 上在线发表。本工作由中国科学技术大学、中国科学院金属研究所、山东大学、火箭军工程大学、季华实验室及辽宁集成电路技术创新中心共同完成。其中，高宁教授担任共同通讯作者，博士研究生李文华为第二作者，山东大学在本研究中完成关键的计算模拟研究部分。 

前沿院刘鹏教授课题组在半导体材料辐照相变研究方向取得进展，成果以Electronic Excitation-Driven β-Ga₂O₃ Metastability Transformation and Self-organization Mechanism: β→κ/γ/δ Phases为题发表于Advanced Materials。山东大学韩心晴副研究员为论文第一作者，香港城市大学赵仕俊教授、山东大学穆文祥教授、刘鹏教授为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位。

前沿院粒子与物质相互作用团队高宁教授与中国科学院金属研究所王镇波研究员、中国科学院近代物理研究所赵红卫院士研究团队合作，在核能材料领域取得重要研究进展，于2025年12月11日在国际顶级学术期刊Nature Communications 上在线发表题为“Improved Radiation Resistance in Metals via Adaptive Martensitic Transformation”的研究成果。山东大学高宁教授和中科院金属所王镇波研究员为论文共同通讯作者，中科院金属所博士生张澍和山东大学博士生董怡斌为论文共同第一作者。

在国际天文粒子与地下物理学领域的重要学术会议——TAUP（Topics in Astroparticle and Underground Physics）大会上，前沿院博士研究生欧阳帅关于锦屏中微子实验集光器设计研发与性能测试工作的学术海报，荣获最佳海报奖。该奖项由大会组委会评选，以表彰在研究工作中展现出创新性和学术潜力的青年学者。本次共有10名青年学者入选。

由山东大学锦屏中微子实验团队负责研制的集光制造仪完成生产并交付验收。前沿院粒子科学技术研究中心的张洋教授，作为锦屏中微子实验（JNE）光电探测系统（光电倍增管和集光器组合）的负责人，主导了集光器制造设备的研制工作。

同时，张洋教授团队还对光电探测设备的关键物理性能进行了测试研究。测试结果显示，安装适配的集光器可使光子收集效率提升40%，兼具实用性与经济性。 这一研究成果已发表于仪器硬件领域顶级期刊 Nucl. Instrum. Meth. A 。前沿院博士生欧阳帅是该文章的第一作者，教师张洋和清华大学博士后杨玉梓为通讯作者，其余作者对测试系统搭建均作出了重要贡献。

欧洲核子中心大型强子对撞机（LHC）的ATLAS实验组在物理学权威期刊 Physical Review Letters 上在线发表了关于希格斯玻色子衰变至双缪子过程的重要研究成果。该论文以“编辑推荐”（Editors' Suggestion）形式发表，同时被美国物理学会旗下 Physics 杂志以“Deciphering the Origin of Quark and Lepton Mass”为题作为研究亮点（Viewpoint）专门报道——仅有约0.2%的Physical Review系列论文获此殊荣。

山东大学ATLAS团队的刘彦麟研究员课题组和李海峰教授课题组在该研究中发挥了关键作用。刘彦麟研究员与中国科学技术大学杨洪洮教授共同担任分析负责人，协调一支由70余位研究人员组成的国际合作团队（成员来自牛津大学、马普所、劳伦斯伯克利国家实验室等20余所单位），成功推进并完成了该项研究。李海峰教授是ATLAS实验该分析项目的发起人之一，并曾于2015年至2018年担任分析负责人。山大ATLAS团队的研究生郑路和刘皓天在分析优化与统计拟合等工作中做出了重要贡献。

前沿院朱辉教授团队对2024年5月特大磁暴期间太阳高能粒子事件的研究取得重要进展。研究成果以“Solar Energetic Particle Events During May 2024 Geomagnetic Superstorm”为题发表于国际学术期刊Geophysical Research Letters。博士研究生佘政豪为论文第一作者，朱辉教授为唯一通讯作者。校内合作者包括空间科学研究院孔祥良教授和陈耀教授，山东大学为唯一完成单位。

前沿院刘林华/杨家跃团队提出超薄全介质超表面结构实现远红外共振，突破典型远红外器件对厚度依赖的瓶颈问题，相关成果以"Ultrathin Dual-Band Polaritonic Metasurface Enabling Robust Far-Infrared Detection"为题，发表于ACS Photonics。论文第一作者为博士生成涛，通讯作者为杨家跃教授、山东师范大学韩张华教授，刘林华教授为该工作提供了指导，山东大学为第一作者/通讯作者单位。