1.北理工团队在传感-计算一体化视觉器件领域取得重要进展；

2.上海微系统所MEMS快反镜成功实现卫星激光通信在轨建链；

3.西安电子科技大学孙德鹏、步枫等在2026年JSSC发表极低抖动锁相环芯片成果；

4.中山大学实验室王慧超教授团队在量子线性磁电阻研究中取得重要进展

1.北理工团队在传感-计算一体化视觉器件领域取得重要进展

近日，北京理工大学集成电路与电子学院柔性电子器件与智造研究所沈国震、王卓然团队，在国际顶级期刊《Nature Electronics》发表题为“A symmetry-reconfigurable photodiode for sensing and computing”的研究论文。

该研究创新性提出对称性可重构光电二极管（SRPD），成功实现传感与计算双模式协同运行，并完成透射成像、神经形态眼机交互两大场景的系统验证，为低功耗边缘视觉智能系统的发展提供了全新器件解决方案。

随着微型机器人、可穿戴电子、智能终端等边缘设备的快速迭代，视觉系统对低功耗、高集成度与实时处理能力提出了更高要求。传统 “图像传感 - 模数转换 - 图像处理” 的分离式架构通用性强，但在信号转换、数据传输与存储计算环节能耗过高，难以满足边缘场景下的超低功耗需求。传感器内计算（PIS）是破解这一难题的关键技术路径，但其发展仍受限于器件机理不完善、规模化集成能力不足、复杂场景适应性差等核心瓶颈。

针对上述挑战，研究团队基于I‑V‑VI 族半导体 AgBiS₂，设计并构筑了对称性可重构光电二极管（symmetry-reconfigurable photodiode, SRPD）。器件初始状态具备对称的金属 - 半导体肖特基势垒，工作于传感模式，可实现紫外至短波红外的宽谱透射成像；在电压脉冲激励下，AgBiS₂中的银离子可在局域电场作用下发生可逆迁移，调控单侧肖特基势垒高度并打破器件对称性。在非对称模式下，该器件可实现非易失、双极性光响应权重调制，具备52级以上可分辨权重状态，权重保持时间超2000秒，经10000 次双极循环切换仍保持优异稳定性，最小有效编程脉宽低至100纳秒。

该器件采用简洁的双端结构，与薄膜晶体管（TFT）读出电路高度兼容，为阵列化集成与系统扩展提供了坚实基础。团队已在 64×64 TFT 芯片上实现单片集成，构建出高透光率图像传感器，成功完成硅片、油墨等目标的红外透成像；并进一步实现与 MOSFET 兼容集成，验证了其与硅基读出电路适配的工程化潜力。

依托光电流原位计算特性，研究团队成功实现图像边缘提取、图像锐化等卷积运算，并构建人工神经网络分类器件，证实了其在传感器内信息预处理与并行模拟计算中的突出优势。在系统应用层面，该器件被成功拓展至神经形态眼机交互领域：通过混合卷积神经网络实现眼动方向高精度识别，并完成基于实时眼动追踪的机械手联动与无人机跟随控制演示，充分验证了其在低功耗人机交互、沉浸式控制与边缘智能系统中的广阔应用前景。

该论文的第一完成单位为北京理工大学。集成电路与电子学院沈国震教授、王卓然教授、香港科技大学范智勇教授为通讯作者，集成电路与电子学院博士研究生苗雨、博士后冉文浩、中山大学卫斌副教授、王卓然教授为论文共同第一作者。

（来源：北京理工大学）

2.上海微系统所MEMS快反镜成功实现卫星激光通信在轨建链

近日，中国科学院上海微系统所传感器技术全国重点实验室自主研发的高精度压电MEMS快速反射镜（以下简称MEMS快反镜），搭载中国电科34所研制的激光通信终端发射入轨，成功实现在轨建链。

卫星激光通信利用激光束作为载波在星间进行信息的高速传输，具有通信速率高、安全性强、抗干扰能力强等优势，是6G空天地一体化通信网络的重要组成部分。作为光束的指向、捕获和跟踪系统的核心基础元器件，快速反射镜确保动态跟踪误差始终满足要求，从而实现稳定的建链通信。MEMS快反镜以小体积、低功耗、高带宽、无疲劳等优势，是激光通信终端中精准跳动的“心脏”。本次发射任务中，共计32颗MEMS快反镜以“一箭多星”方式入轨，部署在多个激光通信终端，助力某星座实现在轨建链。这是我国自主研制的MEMS快反镜首次实现批量入轨，并全部成功运行。

中国科学院上海微系统所持续开展高精度MEMS快反镜相关研究，发明低惯量堆叠结构、高面型精度镜面等核心技术。近年孵化科技成果转化企业上海麦锴科技有限公司，攻克宇航辐射可靠性、冲击力学稳定性、批量制造一致性等多项技术难题，形成紧密的产研协同创新体系，推动MEMS快反镜从“实验室”走向“产业化”，以高精尖产品服务我国核心激光通信终端用户，助力我国激光通信产业实现高质量跨越式发展。

（来源：中国科学院上海微系统与信息技术研究所）

3.西安电子科技大学孙德鹏、步枫等在2026年JSSC发表极低抖动锁相环芯片成果

西安电子科技大学模拟集成电路重点实验室孙德鹏、步枫等在极低抖动锁相环芯片方向取得重要进展。团队基于65nm CMOS工艺，提出了一款13GHz极低抖动电荷泵锁相环芯片，突破了传统电荷泵锁相环的噪声与杂散限制。通过基于电阻型时间放大器的鉴频鉴相器和高可靠串联谐振压控振荡器，实现了极低抖动性能；通过结合采样滤波器和环路优化设计，有效抑制了参考杂散。该设计可适用于高速有线SerDes接口、直接射频采样数据转换系统和雷达系统等应用场景。相关成果发表在2026年《IEEE Journal of Solid-State Circuits》（JSSC），论文题目为" An Ultra-Low-Jitter Sampling-Filter-Based Charge-Pump PLL With Resistive-Discharge Time-Amplifying Phase-Frequency Detector and Series-Resonance VCO"（DOI: 10.1109/JSSC.2026.3690771）。论文第一作者为西安电子科技大学杭州研究院步枫，第一学生作者为曾定涛，通讯作者为西安电子科技大学杭州研究院孙德鹏。

该工作实现了一款13GHz极低抖动和低杂散的电荷泵锁相环芯片。提出了基于电阻型时间放大器的鉴频鉴相器，同步实现了固有噪声降低与后级噪声抑制，大幅度优化带内噪声；通过采用基于采样的双路径环路滤波器，有效抑制了由电荷泵失配引起的参考杂散，同时保持了紧凑的滤波器面积；通过优化有源器件偏置设计，实现了一种高可靠串联谐振压控振荡器，在不产生过压问题的情况下，实现了优越的带外噪声性能。

图1 极低抖动电荷泵锁相环系统架构

测试结果表明，该芯片在13GHz输出频率下，10kHz-100MHz范围内积分抖动为15.8fs，参考杂散为-98.5dBc，FoM值为-257dB。本研究为极低抖动集成时钟源的设计奠定了坚实的理论基础并提供了可行的实现范式，为未来通信、雷达、人工智能等尖端科技的发展提供关键技术支撑。

图2 芯片显微照片及模块分布

（来源：模拟集成电路教育部重点实验室）

4.中山大学实验室王慧超教授团队在量子线性磁电阻研究中取得重要进展

中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室王慧超教授研究团队与三峡大学李帅副教授合作，近期在量子线性磁电阻（linear magnetoresistance, LMR）和高温量子输运相关研究中取得新进展。他们在这一工作中首次实现了强磁场量子极限下声子散射导致的高温量子LMR效应。这种声子介导的LMR机制与以往发现的LMR的物理来源不同，揭示了电子-声子相互作用在量子极限区域的关键作用。该工作为实现高温下的量子输运现象和开发高温量子器件提供了一种新路径。

▲图1 量子极限下声子散射诱导的量子线性磁电阻原理示意图

金属或半导体在强磁场中的新奇量子现象是凝聚态物理学的长期关注重点之一。当磁场足够强、体系进入仅由最低朗道能级占据的量子极限时，电子与电子、杂质或声子等之间的相互作用可以诱导出一系列有趣发现，例如量子LMR、电荷/自旋密度波、量子霍尔效应、对数振荡等。其中，量子LMR由诺贝尔奖得主Abrikosov提出，基于量子极限下的库伦杂质散射解释了窄带隙拓扑材料中的LMR现象。事实上，自诺贝尔奖得主Kapitsa在1928年发现LMR以来，LMR近些年在各种材料体系中被广泛观测到，引发了实验和理论的广泛研究。然而，实现高温和室温下的量子机制主导的LMR非常具有挑战性，因为高温下的热涨落和增强的声子散射通常会削弱量子输运特征。在高温乃至室温条件下实现稳健的量子输运效应，对基础物理机制研究和实际量子器件发展都具有重要意义。

围绕拓扑材料在强磁场条件下的量子输运行为，王慧超教授团队与合作者前期已开展了系统性研究，取得了一系列创新成果包括：拓扑材料ZrTe5和HfTe5中与离散标度不变性相关的对数周期量子振荡(Science Advances 4, eaau5096 (2018); National Science Review 6, 914-920 (2019); npj Quantum Materials 5, 88 (2020)；PNAS 119 (42), e2204804119 (2022))，较高掺杂浓度外尔半导体Te中的低温Abrikosov量子LMR（Advanced Electronic Materials 8, 11 (2022)）；ZrTe5和HfTe5在量子极限下由屏蔽库伦散射导致的反常磁电阻和磁热电效应（Phys. Rev. B 107, 085140 (2023)）；Ag₂Se中拓扑绝缘体独特的电阻异常谷和磁场诱导的拓扑相变(Physical Review B 111, 085135 (2025) (Editors' Suggestion))。这些研究加深了对强磁场下拓扑材料量子极限输运行为的理解，也为进一步探索高温量子输运现象奠定了基础。近期，研究团队利用具有较低掺杂浓度的外尔半导体Te取得新的突破：在40 K至300 K的宽温区及高达60 T的强磁场下，首次发现了一种由量子极限下声子散射诱导的量子LMR效应（图1）。

声子散射在量子极限下导致LMR这一理论在1977年已由Vijay K. Arora等人提出，但始终缺乏明确的实验验证。碲作为一种外尔半导体 (见图2a)，能带中独特的线性色散特征使其在强磁场下能够形成较大的朗道能级间隙，从而有效抑制高温下热激发对朗道量子化的破坏(见图2b)。同时，样品较低的载流子浓度使体系能够在较低磁场下进入量子极限，且大多数载流子仍然占据最低朗道能级，从而使量子极限下声子散射导致的LMR在高温甚至室温下依然占据主导。实验结果表明，在高磁场量子极限区域，磁电阻呈现出接近理想的线性关系（见图2c, d），横向和纵向磁电阻中均出现LMR效应，且线性斜率随温度呈现反比关系（见图2e）。这些特征为声子散射驱动产生观测到的量子极限LMR提供了关键证据，同时也排除了与不均匀性有关的Parish‑Littlewood等经典机制以及Abrikosov量子LMR机制，因为这些机制通常只造成横向磁电阻（测量时电流与磁场方向垂直）中出现LMR。例如，在著名的Abrikosov量子LMR模型中，电流与磁场平行时纵向磁电阻会出现负磁阻行为，与实验观测到的强磁场下的纵向LMR不一致。从微观机制来看，在强磁场量子极限条件下，电子运动自由度被压缩至沿磁场方向的一维通道，声子散射不仅未破坏量子输运，反而通过特定散射通道产生线性磁场响应，从而导致线性磁电阻 (图2f)，说明高温声子散射可以在特定条件下成为维持量子输运的重要因素(见图2f)。

▲图2 a,碲的能带结构 b, 高温下的空穴占据。由于大的朗道能级间隙，在强磁场下多数空穴被限制在最低朗道能级；c, 当温度升至 40 K 以上时，高场区的磁电阻率表现为线性的磁场依赖关系；d, 不同温度下估算的量子极限磁场BQ以及LMR起始磁场Bc，表明LMR出现在量子极限区域；e, 横向和纵向的线性磁电阻斜率与温度均呈现反比关系；f, 声子散射诱导磁电阻的示意图，随着磁场增加，占据的朗道能级逐步减少至只有最低朗道能级，声子散射诱导的磁电阻由二次方关系演变为LMR现象。

本研究首次在实验上证实了：在量子极限条件下，声子散射可以驱动线性磁电阻，并能够在高温乃至室温环境下保持该效应的稳定性。这一发现不仅拓展了对量子LMR机制和高温量子输运现象的理解，也为在实际工作环境下探索可控量子输运及相关电子器件提供了新路径。

相关成果以“Phonon-scattering-induced linear magnetoresistance in the quantum limit up to room temperature”为题，于2026年4月发表在国际著名期刊《Nature Communications》。中山大学物理学院博士研究生唐喃喃和三峡大学数理学院李帅副教授为论文的共同第一作者，中山大学物理学院王慧超教授为论文的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、广东省量子科技专项、国家脉冲强磁场中心、广东省磁电物性分析与器件重点实验室等的支持。

（来源：磁电物性分析与器件重点实验室）