8月27日，北京大學(xué)、南京大學(xué)同時(shí)在《Nature》發(fā)表最新研究成果。

北京大學(xué)：面向全頻譜無線通信的超寬帶光子集成技術(shù)

8月27日，北京大學(xué)電子學(xué)院王興軍教授、北京大學(xué)電子學(xué)院舒浩文研究員和香港城市大學(xué)電氣工程學(xué)院王騁教授為共同通訊作者在全球頂級科研期刊《Nature》上發(fā)表了題為“Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications”的研究論文。北京大學(xué)電子學(xué)院博士后陶子涵、北京大學(xué)集成電路學(xué)院博士生王皓玉、香港城市大學(xué)電氣工程學(xué)院研究助理教授馮寒珂、北京大學(xué)電子學(xué)院博士生郭藝君以及博士后沈碧濤為本論文共同第一作者。

聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)展示了由薄膜鈮酸鋰 (TFLN) 光子無線系統(tǒng)驅(qū)動的自適應(yīng)無線通信（前所未有的超過 100 GHz 頻率范圍）。利用 Pockels 效應(yīng)和 TFLN 平臺的可擴(kuò)展性，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了基本功能元件的單片集成，包括基帶調(diào)制、寬帶無線光子轉(zhuǎn)換以及可重構(gòu)載波和本地信號生成。在寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的驅(qū)動下，信號源在 0.5 GHz 至 115 GHz 的創(chuàng)紀(jì)錄頻率范圍內(nèi)工作，具有高頻率穩(wěn)定性和一致的相干性?；趯拵Ш涂芍貥?gòu)集成光子解決方案，作者實(shí)現(xiàn)了跨九個連續(xù)頻段的全鏈路無線通信，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的高達(dá) 100 Gbps 的通道速度。實(shí)時(shí)可重構(gòu)性進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)頻率分配，這是確保在復(fù)雜頻譜環(huán)境中增強(qiáng)可靠性的關(guān)鍵能力。作者提出的系統(tǒng)代表著向未來全頻譜和全場景無線網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。

超寬帶光電融合集成技術(shù)賦能超寬帶泛在接入無線網(wǎng)絡(luò)示意圖

南京大學(xué)：揭示地球大氣氧氣含量演化的奧秘

8月27日，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院國際同位素效應(yīng)研究中心彭永波教授、成都理工大學(xué)沉積與生物地球化學(xué)國際研究中心李超教授為共同通訊作者在全球頂級科研期刊《Nature》上發(fā)表了題為“Two-billion-year transitional oxygenation of the Earth’s surface”的研究論文。論文第一作者是成都理工大學(xué)王海洋研究員（2021-2023年為南京大學(xué)博士后）。

該研究通過建立高分辨率硫酸鹽叁氧同位素?cái)?shù)據(jù)記錄，結(jié)合系統(tǒng)生物地球化學(xué)模型定量分析， 揭示了地球大氣由無氧向富氧轉(zhuǎn)變的階段性演化歷史和控制機(jī)制 ，為理解地球生命起源與演化和地球宜居性的形成與演化提供了關(guān)鍵的地球化學(xué)示蹤指標(biāo)和重要的理論基礎(chǔ)。

地球作為太陽系中目前已知唯一擁有生命的天體，其宜居性的形成與演化是地球系統(tǒng)科學(xué)研究的核心議題。地球大氣氧含量從無到有，并達(dá)到目前的富氧狀態(tài)的演變是驅(qū)動生命起源演化、改善行星宜居性的關(guān)鍵過程，所以深入探究地質(zhì)歷史時(shí)期大氣氧含量的變化和控制機(jī)制對于理解宜居地球的形成具有重要意義。問題在于，目前缺乏有效的示蹤技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)來綜合定量研究地球表層氧儲庫以及其源與匯的變化和關(guān)鍵控制因子。沉積碳酸鹽巖中微量硫酸根中的叁氧同位素（Δ17O）指標(biāo)可以連續(xù)記錄大氣氧獨(dú)有的非質(zhì)量依賴的氧同位素負(fù)異常信號，進(jìn)而能直接地追蹤古大氣氧含量的變化。

本研究通過系統(tǒng)采樣分析與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)整合，建立了過去近30億年的硫酸根Δ17O演化記錄。該記錄顯示，大氣氧含量經(jīng)歷了三次顯著躍遷，分別發(fā)生于古元古代（24–21億年前）、新元古代（約10億年前）和古生代（約4.4億年前），表明地球氧氣從無到有，并呈階段性上升，于約4.1億年前趨近現(xiàn)代穩(wěn)定的富氧狀態(tài)。與此同時(shí)，新元古代高分辨率C–S–O同位素協(xié)同波動特征表明，大氣氧含量上升后，開始周期性氧化以缺氧為主的海洋，具體表現(xiàn)為碳酸鹽碳同位素δ13C與硫酸鹽叁氧同位素Δ17O和硫同位素δ34S的同步負(fù)偏。通過結(jié)合系統(tǒng)地球化學(xué)模型NEOCARBSULF與O2–CO2箱式模型分析，發(fā)現(xiàn)大氣氧驅(qū)動的這些海洋脈沖式氧化事件，促進(jìn)了缺氧水體中有機(jī)碳與還原性硫的氧化，生成大量虧損34S/17O/13C的硫酸鹽與無機(jī)碳，從而引發(fā)C–S–O同位素的協(xié)同擾動；同時(shí)，該過程在短期內(nèi)通過負(fù)反饋機(jī)制迅速消耗大量氧氣，抑制甚至逆轉(zhuǎn)了大氣氧的進(jìn)一步上升。因此，本研究定量重建了地球大氣氧氣含量的演化歷史，揭示了大氣與海洋氧化狀態(tài)的動態(tài)耦合的協(xié)同演化機(jī)制。

圖1. 40億年來沉積硫酸鹽的Δ33S 和Δ17O記錄首次直接刻畫了地球大氣三階段氧化（即：24億年之前為近乎無氧狀態(tài)；24至4.1億年期間為相對低氧、動態(tài)波動并階段性升高，包括24-10億年極低且波動的大氣氧含量和10-4.1億年相對較高且波動的大氣氧含量；4.1億年后進(jìn)入穩(wěn)定的富氧狀態(tài)）及其與已知的大氣、海洋和生命演化記錄的對比。a) 地球大氣氧分壓（pO2）和生命演化；b) 本文集成的沉積硫酸鹽的Δ33S和Δ17O記錄；c) 海洋氧化還原狀態(tài)和生物演化。引自 Wang et al. (2025) Nature。

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