自然山谷、稻田（图片来源：Shutterstock/Jimmy Tran） 在信息技术领域，信息的传输既可以依赖电子（如传统计算），也可以通过光子（如光子器件）。如今，研究人员正在探索第三种可能，即利用激子（Excitons）作为信息载体传输信息，也正成为前沿研究的热点领域。 激子是材料受光激发后形成的束缚“电子-空穴”对，可以被视为介于光与电荷载流子的中间态。然而，自由激子通常会在短时间内快速发生辐射或非辐射复合，极大地限制了它们的传输距离。为了延长激子的寿命，一种有效的方法是将电子和空穴分别限制在两种不同的材料层中，形成层间激子（Interlayer Excitons），从而实现更长距离的空间传输与信息传递。 在此前的研究中，大多采用单层过渡金属硫化物（TMDs）进行堆叠构建异质结（如MoSe₂/WSe₂或WS₂/WSe₂等），形成空间上分离的层间激子。然而这类体系通常对两层材料间的旋转对准精度要求较高，稍有偏差即将导致层间激子发光强度显著衰减。 为此，在我们的最新研究中，通过构建二维钙钛矿-WS₂异质结，成功摆脱了对这种复杂扭转角度对齐的依赖。我们展示了一种具备电压调控特性的新器件，只需施加电压，即可实现在层间激子和层内激子两种不同激子态之间自由切换，进而精准控制激子在材料中的传输距离。 此外，谷极化（Valley polarization）反映了载流子数在动量空间中非简并不等价能谷的分布信息，是可用于信息编码的重要自由度。我们的研究表明。通过电压控制器件在不同激子态间可逆切换的同时，也可同步实现低谷极化态与高谷极化态的有效转换。这一结果验证了利用电信号操控激子携带信息的可行性，为下一代谷电子学（Valleytronics）器件的开发奠定了重要基础。 总体而言，我们的工作展示了一种在二维材料体系中利用电学手段协同调控“激子传输”与“信息自由度”的有效方法，推动激子器件与谷电子器件距离实际应用又近一步。 >>点击此处链接，查看文章原文。 文章介绍 Switchable band alignment in 2D-perovskite/WS₂ heterostructures for tunable exciton transport and valley polarization Yingying Chen, Zeyi Liu, Zisheng Gong, Cheng Wang, Wendian Yao, Junze Li, Ti Wang, Weibo Gao and Dehui Li（李德慧）   通讯作者： 李德慧，华中科技大学 期刊介绍 Reports on Progress in Physics 2025年影响因子：15.4  Citescore：23.0 Reports…

特刊详情 客座编辑 Jaker Hossain，孟加拉国拉吉沙希大学 Emmanouil Gagaoudakis，希腊研究与技术基金会电子结构与激光研究所（IESL-FORTH） 主题范围 Metamaterials are artificial structures that can manipulate electromagnetic radiation as well as mechanical waves. Thus they can be potentially used in a great variety of applications such as absorbers, antennas, sensors etc. They are also known as double negative or left-handed materials due to the negative refractive index…

The ‘ringdown’ radiation emitted by oscillating black holes has great scientific potential. By carefully predicting the frequencies and amplitudes of black hole quasinormal modes and comparing them with gravitational-wave (GW) data from compact binary mergers we can advance our understanding of the two-body problem in general relativity, verify the predictions of the theory in the…

本篇研究来自中国农业大学刘文丰、柳栖栖课题组。本研究揭示土地利用变化对生态脆弱性具有显著的非线性和阈值响应：部分土地类型较低强度变化可通过重新配置维持或改善生态功能，而超过临界阈值后生态功能迅速下降； 识别中国及九大流域的关键土地利用类型及其临界阈值，发现旱地、中覆盖度草地和林地是重要节点，全国中覆盖度草地的脆弱性阈值约为50%。 文章介绍 Network cascading effects reveal thresholds and nonlinearity in ecological vulnerability Xixi Liu（柳栖栖）, Zheng Li, Yilin Zhao, David Makowski, Xingyu Ren, Mengyu Zhang, Hong Yang and Wenfeng Liu（刘文丰） 通讯作者： 柳栖栖，中国农业大学 刘文丰，中国农业大学   研究背景： 全球生态系统稳定性正受到持续增强的人类活动影响，土地利用变化通过改变生态结构、功能及生态系统服务，成为生态脆弱性的重要驱动因素。现有研究多侧重生态脆弱性的静态空间格局，对土地利用变化的级联影响及临界阈值认识不足。特别是在当前土地利用发展模式持续的情况下，某类土地利用进一步开发至何种强度会引起生态功能下降，以及不同土地类型可承受的变化阈值，仍缺乏定量认识。因此，本研究基于2020至2023年实际土地利用转移矩阵表征当前发展趋势，模拟不同土地类型在开发强度逐步增加时按照现有转移关系重新配置的过程，解析其对生态脆弱性的影响，并识别中国及九大流域不同土地利用类型的临界阈值。   研究方法： 研究基于2020至2023年土地利用转移矩阵，构建中国及九大流域土地利用转移网络，识别关键土地利用类型；进一步引入级联失效模型，模拟在当前土地利用发展趋势下不同类型开发强度增加时的土地重新配置过程，并结合生态系统服务价值（ESV）和生态负荷熵（ELE）评估生态脆弱性。   主要结果： 旱地、中覆盖度草地和林地是维持土地利用网络结构的重要节点。2020至2023年全国及九大流域ESV总体增加，但不同流域对进一步土地开发的响应存在明显差异。水体和森林相关土地受到较强开发时通常造成较大的ESV损失，而部分耕地和荒漠土地在较低开发强度下，可因向生态系统服务价值较高的土地类型转移而产生暂时的生态效益。更重要的是，生态脆弱性并非随开发强度线性变化，而是存在明显的临界阈值；超过系统容量后，原有生态效益可能发生逆转。不同流域和土地类型的阈值存在明显差异，其中全国中覆盖度草地在特定系统容量下的阈值约为50%。 图1 不同开发强度下中国及九大流域ESV的响应。  图2 不同开发强度下中国及九大流域ELE的响应。 创新与意义 研究将生态脆弱性评价由静态格局拓展至土地利用变化的级联过程和临界阈值识别，为确定不同土地类型的合理开发强度及制定流域差异化生态管理策略提供科学依据。 作者介绍 柳栖栖  讲师 中国农业大学 第一作者柳栖栖，中国农业大学水利与智能工程学院讲师。主要从事全球变化背景下水、粮食、土地与生态系统耦合及可持续性研究，重点关注农业水资源与粮食贸易的资源环境效应、土地系统生态响应及生态环境安全空间。   刘文丰  教授…