1.复旦大学马余刚院士团队在跨能量尺度原子核结构研究中取得重要突破；
2.同济大学刘明贤团队提出多氮杂环给体-受体自组装有机超结构电池材料新方法，研究成果发表于《德国应用化学》；
3.中山大学虞志益、王明羽团队在GPGPU存储架构研究方面取得重要进展；
1.复旦大学马余刚院士团队在跨能量尺度原子核结构研究中取得重要突破；
近日，复旦大学马余刚院士团队和纽约州立大学石溪分校贾江涌教授团队合作在RHIC-STAR国际合作组首次基于高能重离子碰撞方法成像原子核结构并取得重要突破。
这项突破不仅对研究极端物态夸克胶子等离子体的性质至关重要，还为跨能量尺度研究原子核结构信息提供了新颖和独立的实验测量手段。相关研究成果于北京时间11月7日以“Imaging Shapes of Atomic Nuclei in High-Energy Nuclear Collisions”为题发表于《自然》（Nature）主刊。Nature同期在“新闻和观点” (News & Views)、“博客” (Podcast) 特评专栏等对该文进行亮点介绍和重点推介。
图1: 相对论重离子对撞机上铀-238原子核碰撞示意图
该成果基于美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机上的螺旋径迹探测器（RHIC-STAR）。如图1所示，研究人员将两束重离子加速至接近光速并使其发生对撞，从而产生退禁闭的夸克胶子等离子体（QGP）。普遍认为，该物质是对应于宇宙大爆炸之后几个微秒的存在形态，而夸克、胶子是物质的最微观层次，都是基本粒子。QGP流体经过膨胀冷凝和强子化后，产生大量末态强子。末态强子的动量空间多粒子关联与碰撞初始原子核的形状及核子的多体关联整体相关。这一过程类似高速摄像机的快门拍照，能够实现逆向瞬时成像原子核形状。
在《自然》论文中，马余刚院士团队与合作者在STAR实验组以接近球形的金核-金核碰撞为基准，精准成像原子核结构特征，定量提取了铀核-铀核碰撞中铀-238原子核的四极轴对称形变（β2）和三轴形变（γ）结构信息。
自 1911 年卢瑟福根据α粒子对原子散射实验建立原子核式结构以来，原子核的几何学形状、核内蕴含的基本相互作用力与动力学对称性一直是原子核有限多体量子系统及强作用统计物理研究的重要前沿课题之一。 原子核结构参数在低能核物理领域通过电子散射实验、库仑激发或激光光谱学等测量技术，与不同的核理论模型假设相结合共同获取，并在较长的时间尺度上测量原子核的整体形状。
相比之下，相对论重离子碰撞在成像原子核结构研究方面具有独特性。如图2所示，相对论能量下，原子核会发生洛伦兹收缩，相互作用持续时间为幺秒尺度（约 10-24 秒），远低于实验室系下原子核量子涨落的时间尺度 (约 10-21秒)，甚至比2023年诺贝尔物理学奖研究物质电子动力学的阿秒激光脉冲小六个量级。具有奇特结构的原子核在极端中心对撞区间会呈现不同的碰撞构型，这将影响初态能量沉积以及能量密度分布在QGP几何空间中的各向异性分布。
该实验同时研究了末态强子的集体流等三种不同的软探针观测量，并通过大规模超算中心的计算，比较了两种不同的流体动力学模型，精确约束并定量提取了铀-238原子核的四极轴对称形变和轴对称破缺三轴形变的大小。
如图3所示，研究结果揭示了铀-238原子核基态具有较大的椭球形轴对称四极形变，这一研究发现与传统的低能实验测量和理论研究基本一致，为成像原子核结构提供了一种全新方法。
此外，该研究证实铀-238具有微小的轴对称破缺三轴形变自由度。这项跨能量尺度的原子核结构研究，有助于探讨核合成、核裂变及无中微子双贝塔衰变等重大基础科学问题，推动高能重离子碰撞、低能核物理和核天体物理交叉领域的发展，并深化人们对夸克胶子等离子体初态几何、原子核基本性质和宇宙元素起源等基本科学问题的理解，还为约束和改进核理论模型及其计算精度提供重要参考。
将来，该论文中使用的研究方法可应用于欧洲核子中心LHC、下一代核物理大科学装置-美国电子离子对撞机EIC、我国强流重离子加速器装置 HIAF 等大科学装置的相关研究，有助于继续拓宽跨能量尺度原子核物理的前沿交叉。
复旦大学张春健青年研究员和纽约州立大学石溪分校贾江涌教授等研究人员主导了此《自然》实验研究。研究方法基于作者近年来在输运模型方面的理论工作，此前相关成果已陆续发表于3篇《物理评论快报》（PRL）。如今，后续的实验研究仍在持续进行，团队正在创新发展新的实验观测量，结合低能核物理理论模型，高能相对论流体动力学和输运模型，继续在实验和理论层面深入研究原子核高阶形变、中子皮、集团结构等原子核结构特征。
该工作得到了国家自然科学基金委及其理论物理专款-上海核物理理论研究中心、科技部、教育部和复旦大学等支持。
2.同济大学刘明贤团队提出多氮杂环给体-受体自组装有机超结构电池材料新方法，研究成果发表于《德国应用化学》；
近红外（NIR）图像传感器因其在安防检测、远程感知和医学成像等领域的广泛应用而备受关注，主要得益于近红外光在穿透烟雾、生物组织和塑料等介质方面优于可见光和紫外光的穿透能力。钙钛矿材料因其低成本、可调节带隙、高吸收系数及优异的光电性能，被视为理想的NIR图像传感器材料。然而，传统的铅基钙钛矿材料因毒性和结构不稳定性限制了其在高分辨率成像中的应用。通过将铅替换为无毒的锡（Sn），不仅可以消除铅的毒性，还能拓展材料对NIR区域的响应。然而，基于无铅钙钛矿的高分辨率NIR成像阵列尚未得到实现，主要由于多晶无铅钙钛矿薄膜结构完整性不足，导致缺陷和晶界较多，限制了器件在暗电流和弱光响应方面的性能。
近日，中国科学院大学光电学院孟祥悦教授课题组成功通过简便的旋涂工艺制备了一种无毒的准单晶锡基钙钛矿薄膜，展现出高结构完整性和有效的NIR响应。通过一系列原位表征，研究揭示了准单晶薄膜的有序生长模式，显著减少了晶体陷阱和晶界。基于此薄膜制成的自供电NIR光电探测器在780至890 nm的波段内表现出超过10¹³ Jones的探测灵敏度。此外，64×64像素的NIR成像阵列凭借其高结构完整性，实现了超弱NIR光（63 nW cm⁻²）条件下的实时成像、指纹成像以及隐形物识别。这一研究填补了无铅钙钛矿材料在高分辨率NIR成像领域的空白，为未来低毒、高性能光电传感器和成像器件的开发奠定了坚实基础。
图1. 准单晶锡基钙钛矿薄膜的结构和形貌表征。 准单晶锡基钙钛矿薄膜表现出减少的晶界和高度定向的晶体取向。
图2. 准单晶锡基钙钛矿薄膜生长模式的研究。 有序生长模式使得准单晶锡基钙钛矿薄膜表现出减少的晶界和高度定向的晶体取向。
图3. 基于准单晶锡基钙钛矿薄膜的近红外光电探测器阵列。 NIR成像阵列实现了极弱NIR光（63 nW cm⁻²）的实时成像、指纹成像和隐形物识别。
这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition上，文章的第一作者是中国科学院大学博士研究生刘天华。
3.中山大学虞志益、王明羽团队在GPGPU存储架构研究方面取得重要进展；
2024年11月2日至6日，第57届国际微架构会议（The 57th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture, MICRO）在美国德州奥斯汀召开，微电子科学与技术学院院长虞志益教授领导的智能计算团队提出的面向GPGPU存储一致性缓存架构研究的相关工作被该会议录用并作口头报告。
这一成果的发表，标志着我院在GPGPU体系结构和存算一体架构研究领域取得重要进展，亦是中山大学首次以第一完成单位在MICRO上发表论文。
本论文得到了国家自然科学基金重大研究计划和广东省自然科学基金等项目支持。论文指导教师兼通讯作者是我院王明羽副教授，第一作者是我院21级博士生张奕聪。值得庆贺的是，本论文的发表恰逢我校百年校庆来临之际，也是智能计算团队为我校百年校庆的献礼。
内容摘要
本论文主要针对GPGPU存储系统中的数据同步和原子操作效率等问题，提出了一种原子缓存（Atomic Cache），以促进GPGPU的内缓存计算硬件-软件协同设计。在软件层面，提出基于非排序交换的放松存储一致性模型，以减轻存内原子操作的执行，从而降低内存屏障的性能开销。在硬件层面，提出原位存储原子缓存电路，使得原子缓存能够高效地在缓存阵列内执行原子逻辑和算术操作。这些创新的优势体现在放宽对顺序一致性（SC）的严格要求可以避免内存屏障带来的性能损失，促进在原位存储SRAM阵列内高效执行原子性存内算术和逻辑计算可以缓解由原子操作序列化执行引起的冯·诺依曼瓶颈。实验评估结果表明，原子缓存在节省超过60%的内存访问能耗的同时，仅增加9.42%的芯片面积开销。此外，它不仅为基准GPGPU提供了平均2.59倍的加速比和1.48倍的IPC性能提升，还与采用本地原子缓冲区的最先进设计相比，实现了平均1.31倍的加速比和39.92%的IPC性能提升。
图1：原子缓存整体架构
图2：原位存储原子缓存宏架构
会议简介
由电气电子工程师协会（IEEE）和美国计算机学会（ACM）共同举办的微架构国际研讨会（MICRO）是最具影响力的体系结构领域顶级会议之一，被公认为与ISCA、HPCA、ASPLOS并列计算机体系结构四大顶会，其中，MICRO是这四大会议中历史最悠久的会议，并且MICRO 还与ISCA作为两大会议入选中国人工智能学会（CAAI）认定的智能芯片与计算机系统领域的A类会议，同时也是中国计算机学会推荐的计算机体系结构/并行与分布计算/存储系统领域的A类会议。自1968年创办以来，截至2024年，前56届MICRO会议总共收录论文2236篇，其中中国大陆高校、科研机构和企业总共发表论文仅有78篇，占比不到5%，而高校发表则更少，MICRO仍是我国学者需要重点关注突破的顶级会议之一。
